(57)【要約】【課題】  連続的に短時間で製品の成形処理工程を行う。【解決手段】  射出成形装置１は、対向して型締めされる第１親金型２及び第２親金型３に第１溝部２ａ及び第２溝部３ａを形成し、各溝部２ａ、３ａの内部に複数の第１子金型１０ａ等及び第２子金型２０ａ等を摺動可能に収納する。各溝部２ａ、３ａに収納された複数の第１子金型１０ａ等及び第２子金型２０ａ等の中で、１番目の第１子金型１０ａ等及び第２子金型２０ａ等に対して成形材料の射出を行い、２番目の第１子金型１０ｂ等及び第２子金型２０ｂ等に対し保圧を行い、３番目の第１子金型１０ｃ等及び第２子金型２０ｃ等に対し冷却を行う。また、成形材料の射出、保圧、及び冷却が完了すると、押込み用シリンダ３３で各子金型１０ａ等、２０ａ等の位置を移動させて次の処理を行う。【選択図】        図１
2006001208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線状の第１溝部が形成してある第１親金型と、
該第１親金型に対向して組み合わされて前記第１溝部と対向する箇所に直線状の第２溝部が形成してある第２親金型と、
前記第１溝部に摺動することが可能に連ねて収納してあり、成形用の空間及び該空間に連通する材料導入部が夫々形成してある複数の第１子金型と、
前記第２溝部に摺動することが可能に連ねて収納してあり、前記複数の第１子金型に夫々対応して組み合わされる複数の第２子金型と
を備え、
前記第１親金型は、前記第１溝部に収納してある複数の第１子金型の中の一の第１子金型の材料導入部に連通する連通孔が形成してあることを特徴とする射出成形金型。
【請求項２】
前記第１親金型は、前記第１溝部の両端部に前記第１子金型を出入れすることが可能な開口を形成しており、
前記第２親金型は、前記第２溝部の両端部に前記第２子金型を出入れすることが可能な開口を形成してある請求項１に記載の射出成形金型。
【請求項３】
前記第１親金型の第１溝部に沿った方向の寸法は、前記第２親金型の第２溝部に沿った方向の寸法と相異してある請求項１又は請求項２に記載の射出成形金型。
【請求項４】
前記第１親金型は、
前記第１溝部に収納してある複数の第１子金型の中の他の第１子金型を冷却する冷却液を通過させる冷却液路が形成してある請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の射出成形金型。
【請求項５】
前記請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の射出成形金型と、
該射出成形金型の第１親金型及び第２親金型を第１圧力及び該第１圧力に比べて低圧の第２圧力で型締めを行うことが可能な型締め手段と、
該型締め手段が第１圧力で型締めを行う場合に、前記連通孔を介して前記一の第１子金型の材料導入部へ成形材料を射出する射出手段と、
前記型締め手段が第２圧力で型締めを行う場合に、前記第１溝部及び第２溝部に沿って前記第１子金型及び第２子金型の移動を行う移動手段と
を備えることを特徴とする射出成形装置。
【請求項６】
前記請求項２乃至請求項４のいずれか１つに記載の射出成形金型と、
該射出成形金型の第１親金型及び第２親金型を第１圧力及び該第１圧力に比べて低圧の第２圧力で型締めを行うことが可能な型締め手段と、
該型締め手段が第１圧力で型締めを行う場合に、前記連通孔を介して前記一の第１子金型の材料導入部へ成形材料を射出する射出手段と、
前記型締め手段が第２圧力で型締めを行う場合に、前記第１溝部及び第２溝部に沿って前記第１子金型及び第２子金型の移動を行う移動手段と、
該移動手段の移動により前記第１溝部及び第２溝部の一端部の開口から押し出された第１子金型及び第２子金型を前記第１溝部及び第２溝部の他端部の開口へ戻す循環手段と
を備えることを特徴とする射出成形装置。
【請求項７】
前記請求項３又は請求項４に記載の射出成形金型と、
該射出成形金型の第１親金型及び第２親金型を第１圧力及び該第１圧力に比べて低圧の第２圧力で型締めを行うことが可能な型締め手段と、
該型締め手段が第１圧力で型締めを行う場合に、前記連通孔を介して前記一の第１子金型の材料導入部へ成形材料を射出する射出手段と、
前記型締め手段が第２圧力で型締めを行う場合に、前記第１溝部及び第２溝部に沿って前記第１子金型及び第２子金型の移動を行う移動手段と、
該移動手段の移動により前記第１親金型又は前記第２親金型から押し出された第１子金型又は第２子金型の型開きを行う型開き手段と
を備えることを特徴とする射出成形装置。
【請求項８】
第１親金型に形成してある直線状の第１溝部に、成形用の空間及び該空間に連通する材料導入部が夫々形成してある複数の第１子金型を連ねて収納し、
前記第１親金型に対向して組み合わされる第２親金型の前記第１溝部に対向する箇所に形成してある直線状の第２溝部に、前記複数の第１子金型に夫々対応して組み合わされる複数の第２子金型を連ねて収納し、
前記第１親金型及び第２親金型を第１圧力で型締めを行い、
第１圧力で型締めが行われている場合に、前記複数の第１子金型の中の一の第１子金型の材料導入部へ成形材料を射出し、
前記第１親金型及び第２親金型を第１圧力に比べて低圧の第２圧力で型締めを行い、
第２圧力で型締めが行われている場合に、前記第１溝部及び第２溝部に沿って前記第１子金型及び第２子金型の移動を行うことを特徴とする射出成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続的に従来に比べて短いサイクルで射出成形品を製造できるようにした射出成形金型、射出成形装置、及び射出成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、所要形状の合成樹脂製品の成形には射出成形装置が用いられている。図１１は従来の一般的な射出成形装置Ｓの概略図である。射出成形装置Ｓには、成形する合成樹脂製品の形状に応じたキャビィティが形成された一対の金型Ｋ１、Ｋ２が取り付けられ、成形材料となる樹脂ペレットを溶融して型締めした金型Ｋ１、Ｋ２へ射出する。射出により金型Ｋ１、Ｋ２のキャビィティに樹脂が充填されると、型締めを維持して所要時間の保圧を行い、その後、金型Ｋ１、Ｋ２を冷却してから型開きが行われ、成形された合成樹脂製品の取り出しを行う。
【０００３】
なお、一回の成形で多数の合成樹脂製品を得られるようにするため、金型に複数の製品用のキャビィティを形成した射出成形金型が下記の特許文献１で開示されている。
【特許文献１】特開２００２−２６４１７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図１１に示す従来の射出成形装置Ｓでは、短い時間サイクルで効率良く連続的に合成樹脂製品を成形できないと云う問題がある。具体的には、従来の射出成形装置Ｓは、型締め、樹脂材料の射出、保圧、冷却、型開き、及び製品の取り出しと云う各処理工程を順番に行っていたので、製品を一回成形する１サイクルの処理に、射出から製品の取り出しに至る各工程の合計時間が必要となっていた。例えば、型締めに５秒、樹脂材料の射出に１５秒、保圧に１０秒、冷却に１０秒、型開きに５秒、及び製品の取り出しに５秒を夫々要する場合では、１サイクルの時間は５０秒となり、５０秒以下のサイクルでは製品を成形できないと云う問題があった。
【０００５】
また、特許文献１に示すように、金型に複数の製品用の空間を形成すれば、１サイクルで複数の製品を成形できるようになるが、金型における成形材料の導入部から各キャビィティまでの距離の相異等により成形される製品毎に成形条件が同一でなくなる。その結果、寸法精度にバラツキが発生したり、外観表面を一定の品質に維持することが困難になると云う問題が生じる。
【０００６】
本発明は、斯かる問題に鑑みてなされたものであり、成形の１サイクルに要する時間を従来に比べて短縮するために、親金型内に複数の子金型を収納して射出成形における各工程を各子金型に対し時間的に重複して行えるようにした射出成形金型、射出成形装置、及び射出成形方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明に係る射出成形金型は、直線状の第１溝部が形成してある第１親金型と、該第１親金型に対向して組み合わされて前記第１溝部と対向する箇所に直線状の第２溝部が形成してある第２親金型と、前記第１溝部に摺動することが可能に連ねて収納してあり、成形用の空間及び該空間に連通する材料導入部が夫々形成してある複数の第１子金型と、前記第２溝部に摺動することが可能に連ねて収納してあり、前記複数の第１子金型に夫々対応して組み合わされる複数の第２子金型とを備え、前記第１親金型は、前記第１溝部に収納してある複数の第１子金型の中の一の第１子金型の材料導入部に連通する連通孔が形成してあることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る射出成形金型は、前記第１親金型は、前記第１溝部の両端部に前記第１子金型を出入れすることが可能な開口を形成しており、前記第２親金型は、前記第２溝部の両端部に前記第２子金型を出入れすることが可能な開口を形成してあることを特徴とする。
さらに、本発明に係る射出成形金型は、前記第１親金型の第１溝部に沿った方向の寸法は、前記第２親金型の第２溝部に沿った方向の寸法と相異してあることを特徴とする。
さらにまた、本発明に係る射出成形金型は、前記第１親金型は、前記第１溝部に収納してある複数の第１子金型の中の他の第１子金型を冷却する冷却液を通過させる冷却液路が形成してあることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る射出成形装置は、前記射出成形金型と、該射出成形金型の第１親金型及び第２親金型を第１圧力及び該第１圧力に比べて低圧の第２圧力で型締めを行うことが可能な型締め手段と、該型締め手段が第１圧力で型締めを行う場合に、前記連通孔を介して前記一の第１子金型の材料導入部へ成形材料を射出する射出手段と、前記型締め手段が第２圧力で型締めを行う場合に、前記第１溝部及び第２溝部に沿って前記第１子金型及び第２子金型の移動を行う移動手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明に係る射出成形装置は、前記射出成形金型と、該射出成形金型の第１親金型及び第２親金型を第１圧力及び該第１圧力に比べて低圧の第２圧力で型締めを行うことが可能な型締め手段と、該型締め手段が第１圧力で型締めを行う場合に、前記連通孔を介して前記一の第１子金型の材料導入部へ成形材料を射出する射出手段と、前記型締め手段が第２圧力で型締めを行う場合に、前記第１溝部及び第２溝部に沿って前記第１子金型及び第２子金型の移動を行う移動手段と、該移動手段の移動により前記第１溝部及び第２溝部の一端部の開口から押し出された第１子金型及び第２子金型を前記第１溝部及び第２溝部の他端部の開口へ戻す循環手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
さらにまた、本発明に係る射出成形装置は、前記射出成形金型と、該射出成形金型の第１親金型及び第２親金型を第１圧力及び該第１圧力に比べて低圧の第２圧力で型締めを行うことが可能な型締め手段と、該型締め手段が第１圧力で型締めを行う場合に、前記連通孔を介して前記一の第１子金型の材料導入部へ成形材料を射出する射出手段と、前記型締め手段が第２圧力で型締めを行う場合に、前記第１溝部及び第２溝部に沿って前記第１子金型及び第２子金型の移動を行う移動手段と、該移動手段の移動により前記第１親金型又は前記第２親金型から押し出された第１子金型又は第２子金型の型開きを行う型開き手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る射出成形方法は、第１親金型に形成してある直線状の第１溝部に、成形用の空間及び該空間に連通する材料導入部が夫々形成してある複数の第１子金型を連ねて収納し、前記第１親金型に対向して組み合わされる第２親金型の前記第１溝部に対向する箇所に形成してある直線状の第２溝部に、前記複数の第１子金型に夫々対応して組み合わされる複数の第２子金型を連ねて収納し、前記第１親金型及び第２親金型を第１圧力で型締めを行い、第１圧力で型締めが行われている場合に、前記複数の第１子金型の中の一の第１子金型の材料導入部へ成形材料を射出し、前記第１親金型及び第２親金型を第１圧力に比べて低圧の第２圧力で型締めを行い、第２圧力で型締めが行われている場合に、前記第１溝部及び第２溝部に沿って前記第１子金型及び第２子金型の移動を行うことを特徴とする。
【００１３】
本発明にあっては、第１親金型及び第２親金型に形成された第１溝部及び第２溝部の内部に摺動可能に複数の第１子金型及び第２子金型を収納するので、各子金型は各溝部に沿って移動できるようになる。また、第１親金型には一の第１子金型に対応する箇所に連通孔を形成するので、連通孔が形成された箇所に位置する第１子金型に対して成形材料の射出できるようになり、各親金型の内部に収納された各子金型に対して成形工程に係る各処理で時間的に重複させて行えるようになる。
【００１４】
また、本発明にあっては、各溝部の両端部に開口を形成して各子金型の出入りをできるようにすることで、各子金型を移動させて各溝部内への押込み及び押出しを連続的に行えるようになり、子金型の移動をスムーズに行える。
さらに、本発明にあっては、各親金型の溝部に沿った方向の寸法を相異させることにより、第１子金型又は第２子金型のいずれか一方が先に親金型から外に出ることになるので、先に出た方の子金型に対して型開きを行えるようになる。
さらにまた、本発明にあっては、第１親金型には他の第１子金型に対応する箇所に冷却液路を形成するので、冷却液路が形成された箇所に位置する第１子金型に対して冷却を行えるようになり、各親金型内の夫々相異する箇所で成形に係る各処理を時間的に重複させて行い、サイクル時間の短縮化を図れる。
【００１５】
また、本発明にあっては、成形材料の射出を行う射出手段と、第１圧力と該第１圧力に比べて低圧の第２圧力で型締めを行える型締め手段と、各子金型の移動を行う移動手段とを設けることにより、型締め圧の切替に応じて成形材料の射出と各子金型の移動とを行えるようになり、親金型の内部で各子金型を工程毎に順次移動させて連続的な成形処理を実現できるようになる。
さらに、本発明にあっては、各親金型の各溝部の両端部に開口を形成すると共に、各子金型の循環手段を設けることで、所要数の各子金型を循環させて連続的に成形処理を行えるようになり、効率的な成形工程を確立できる。
さらにまた、本発明にあっては、各親金型の溝部に沿った方向の寸法を相異させると共に、親金型から押し出された子金型の型開きを行う型開き手段を設けることで、連続的に成形処理が行われる中で、成形された製品を確実に取り出せるようになり、短いサイクル時間の連続射出成形の自動化実現に貢献できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明にあっては、各親金型に形成された溝部内に収納する複数の子金型を移動でき、また、第１親金型に形成した連通孔に溝部内に収納された一の第１子金型に対応させて配置できるため、親金型の内部で各子金型を順次移動させて成形材料の射出を行える。
また、本発明にあっては、各溝部の両端部に開口を形成して各子金型の出入りを可能にすることで、各子金型を移動させて各溝部内への押込み及び押出しを連続的に行える。
【００１７】
さらに、本発明にあっては、各親金型の溝部に沿った方向の寸法を相異させることにより、第１子金型又は第２子金型のいずれか一方を先に親金型から外に出して、型開きを行える。
さらにまた、本発明にあっては、第１親金型には他の第１子金型に対応する箇所に冷却液路を形成するので、冷却液路が形成された箇所に位置する第１子金型に対して冷却を行える。
【００１８】
また、本発明にあっては、成形材料の射出を行う射出手段と、型締め圧を変更できる型締め手段と、各子金型の移動を行う移動手段とを設けるので、型締め圧に応じて成形材料の射出及び各子金型の移動を行い、親金型の内部で各子金型を工程毎に順次移動させて連続的な成形処理を実現できる。
さらに、本発明にあっては、各親金型の各溝部の両端部に開口を形成すると共に、各子金型の循環手段を設けることで、所要数の各子金型を循環させて連続的に成形処理を行える。
さらにまた、本発明にあっては、各親金型の溝部に沿った方向の寸法を相異させると共に、親金型から押し出された子金型の型開きを行う型開き手段を設けることで、連続的に成形処理が行われる中で、成形された製品を確実に取り出せる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、本発明の実施形態に係る射出成形装置１の平面視での概略図である。射出成形装置１は、図２、３にも示すように第１溝部２ａを形成した第１親金型２、及び第１親金型２に対向して組み合わされて第１溝部２ａに対向する箇所に第２溝部３ａを形成した第２親金型３を設け、第１溝部２ａには複数の第１子金型１０ａ、１０ｂ等を摺動可能に連ねて収納し、第２溝部３ａにも各第１子金型１０ａ、１０ｂ等に対応して組み合わされる複数の第２子金型２０ａ、２０ｂ等を摺動可能に連ねて収納している。本発明の射出成形装置１では、第１親金型２、第２親金型３、複数の第１子金型１０ａ、１０ｂ等、及び複数の第２子金型２０ａ、２０ｂ等が射出成形金型に相当する。
【００２０】
射出成形装置１は成形処理中、第１親金型２及び第２親金型３を常時型締めしており、
相異する箇所に位置する別々の各第１子金型１０ａ等及び各第２子金型２０ａ等に対して成形材料の射出、保圧、冷却、型開き、及び成形品の取り出しを時間的に重複させて行い、成形処理工程の中の一つの工程が終了すると、各子金型１０ａ等、２０ａ等を次の工程へ移動させるようにしたことを特徴にしている。射出生成装置１は射出成形金型以外に、成形材料の射出を行う射出装置４、冷却を行う冷却装置５、第２親金型３の型締めを行う電動プレス装置６、各子金型１０ａ、２０ａ等の循環用の循環路４１〜４６、各種シリンダ３３〜３８、及び制御装置４７等を備えている。
以下、射出成形装置１の各部を説明する。
【００２１】
図１〜３に示す第１親金型２は、所要の剛性を確保した直方体形状であり、型締め面２ｇに直線状の第１溝部２ａを長手方向に連続して形成している。第１溝部２ａの両端部は、第１親金型２の両端面２ｈ、２ｉで開口しており、一端面２ｈ側を入用開口２ｊにすると共に他端面２ｋ側を出用開口２ｋにしている（主に図３参照）。第１溝部２ａの長手方向に直交する断面形状及び各開口２ｊ、２ｋの寸法は、第１子金型１０ａ等の外形に合わせて設定することで、各開口２ｊ、２ｋから第１子金型１０ａ等が出入りできるようにしている。
【００２２】
また、第１親金型２は、第１溝部２ａに沿った長手方向の寸法を、第１子金型１０ａ等の幅寸法Ｗ（図２参照）の５倍の大きさにしており、第１溝部２ａには５個の第１子金型１０ａ等を連ねて収納できる。なお、第１溝部２ａの内面は、収納された各第１子金型１０ａ等をスムーズに摺動できる表面粗さに仕上げられている。
【００２３】
さらに、第１親金型２は、５個の第１子金型１０ａ等を収納した場合に入用開口２ｊから１番目に位置する第１子金型１０ａ（図１、２参照）に対応する箇所に、第１溝部２ａの壁部を貫通する樹脂供給用の連通孔２ｂ（図３参照）を形成している。さらにまた、第１親金型２は、５個の第１子金型１０ａ等を収納した場合に入用開口２ｊから３番目に位置する第１子金型１０ｃ（図１、２参照）に対応する箇所に、第１溝部２ａの壁部を貫通する４本の冷却水路２ｃ（図３参照）を形成している。また、第１親金型２は、５個の第１子金型１０ａ等を収納した場合に入用開口２ｊから５番目に位置する第１子金型１０ｅ（図１、２参照）に対応する箇所に、第１溝部２ａの壁部を貫通する貫通孔２ｄを形成すると共に、この貫通孔２ｄの内部に押圧ピン２ｆを付勢して配置している。なお、第１親金型２は、射出成形装置１の図示しないベース部材に堅牢に取り付けられている。
【００２４】
図１〜３に示す第２親金型３は、第１親金型２と同様に所要の剛性を確保した直方体形状であるが、寸法的には第１親金型２の長手方向の寸法と相異させている。即ち、第２親金型３は、型締め面３ｇに形成した直線状の第２溝部３ａに沿った方向の寸法を、第１子金型１０ａ等の幅寸法Ｗと同一の幅寸法を有する第２子金型２０ａ等を３個収納できる大きさにしている。なお、第２溝部３ａも、両端部を開口して入用開口３ｊ及び出用開口３ｋを形成し、内面は第１溝部２ａと同等の表面粗さに仕上げられている。また、第２親金型３は背面３ｂに２本のロッド７ａ、７ｂが取り付けられている。
【００２５】
ロッド７ａ、７ｂは、図１に示すように電動プレス装置６により軸方向へ駆動されて、第２親金型３を固定された第１親金型２へ型締めする。電動プレス装置６は型締め手段に相当し、モータ軸にギア６ｂを取り付けたブレーキ回路付きのモータ６ａ、ギア６ｂに噛み合うギア６ｃを端部に設けると共にロッド７ａに連結されたボールねじ部等を含む直動機構部６ｄ、ロッド７ａの軸方向の移動を支持する支持部６ｆを２本のロッド７ａ、７ｂに合わせて一組設けている。このような構成によりロッド７ａ、７ｂはモータ６ａの回転により軸方向（図２の矢印方向）に移動して、第２親金型３の型締め及び型開きを可能にしている。
【００２６】
モータ６ａは、図１に示す制御装置４７により回転量が制御されており、通常の成形処理中は第２親金型３を常時型締めするように駆動されており、メインテナンス時等には第２親金型３を型開きするように駆動される。さらに、モータ６は、第２親金型３を型締めする際に型締め圧を切り替えるように制御されており、成形材料の射出、保圧時等にはブレーキ回路を併用して第１圧力で型締めを行うように駆動制御され、各子金型１０ａ、２０ａ等を移動させる際には、ブレーキ回路を使用しないで第１圧力より低圧の第２圧力で型締めを行うように制御される。なお、第２圧力で型締めが行われている場合、第１溝部２ａ及び第２溝部３ａで形成される空間の内寸は、各溝部２ａ、３ａに収納される一組の各子金型１０ａ等、２０ｂａの外寸に対し摺動に適した寸法になる。
【００２７】
図４（ａ）は、第１子金型１０ａを示す斜視図である。本実施形態では、計１７個の第１子金型１０ａ〜１０ｑを使用しているが、いずれも同一の構成であるため、第１子金型１０ａで代表して構成を説明する。第１子金型１０ａはブロック状の六面体であり、第１溝部２ａに収納できる外形寸法であり、厚み寸法Ｙ１は第１溝部２ａの溝深さと同等にし、周囲側面及び背面１５は摺動面として所要の表面粗さに仕上げられている。また、第１子金型１０ａは、成形する製品に応じた形状の成形用のキャビティ（空間）１２を型締め面１１に形成しており、型締め面１１と背面１５とを貫通する４本の水路１８ａ〜１８ｄを形成している。なお、各水路１８ａ〜１８ｄは、上述した第１親金型２の４本の冷却水路２ｃと対応した位置に設けられている。
【００２８】
さらに、第１子金型１０ａは、背面１５からキャビティ１２へ連通する材料導入部１３を穿設しており、この材料導入部１３は第１親金型２の連通孔２ｂに対応して連通できる位置に設けられている。さらにまた、第１子金型１０ａは、背面１５からキャビティ１２の内部へ飛び出すことが可能なエジェクトピン１４ａ、１４ｂを設けており、各エジェクトピン１４ａ、１４ｂは、背面１５に設けられた図示しない連結押圧部が押圧されると、連動してキャビティ１２へ飛び出すようにしてあり、この連結押圧部は上述した第１親金型２の押圧ピン２ｆに対応した位置に設けられている。
【００２９】
また、第１子金型１０ａは、型締め面１１の対角となる一組の角部に、対応して組み合わされる第２子金型２０ａとの位置決め案内用のガイドピン１９ａ、１９ｂを突設しており、各ガイドピン１９ａ、１９ｂに応じた背面１５の箇所には、各ガイドピン１９ａ、１９ｂの外径より大径の孔部１５ａ、１５ｂを穿設している。なお、ガイドピン１９ａ、１９ｂは、図１、２では省略した記載にしている。さらに、第１子金型１０ａは、上面１６に被係止用の凹部１７ａ、１７ｂを凹設している。
【００３０】
図４（ｂ）は、第２子金型２０ａを示す斜視図である。本実施形態では、計１７個の第２子金型２０ａ〜２０ｑを使用しており、いずれも同一の構成であるため、第２子金型２０ａで代表して以下に構成を説明する。第２子金型２０ａは、基本的に第１子金型１０ａと同等のブロック状の六面体であり、第２溝部３ａに収納できる外形寸法に設定されており、厚み寸法Ｙ２は第２溝部３ａの溝深さと同等であり、周囲側面及び背面２５は所要の表面粗さに仕上げられている。
【００３１】
第２子金型２０ａは、成形する製品に応じた形状のキャビティ２２ａ、２２ｂを型締め面２１に形成しており、型締め面２１に開口したＵ字状経路の水路２８ａ、２８ｂを形成している。なお、各水路２８ａ、２８ｂは、第１子金型１０ａの水路１８ａ〜１８ｄの開口と対応した位置に設けられており、各開口には図示しない止水パッキン材が取り付けられている。また、第２子金型２０ａは、第１子金型１０ａのガイドピン１９ａ、１９ｂと嵌合される対応穴２９ｂ、２９ａが型締め面２１に形成されており、上面２６に被係止用の凹部２７ａ、２７ｂが凹設されている。
【００３２】
また、図１に示すように射出成形装置１は、第２親金型３の両端部を外部で繋ぐように第１循環路４１、第２循環路４２、及び第３循環路４３をコ字状に接続して、第２親金型３から押し出された第２子金型２０ａ等が第２親金型３の入用開口３ｊへ戻るようにしている。第１循環路４１及び第３循環路４３は各第２子金型２０ａ等を厚み方向に移動できる寸法を有しており、第２循環路４２は各第２子金型２０ａ等を幅方向（長手方向）に移動できる寸法を有している。各循環路４１〜４３は、両側にガイド部を形成して各子金型２０ａ等の移動案内及び移動規制を行っており、例えば図２に示すように第１循環路１は、底板部４１ａの両端に左右ガイド部４１ｂ、４１ｃを立設して、第２子金型２０ｄ等の移動を案内している。
【００３３】
なお、第１〜第３循環路４１〜４３と同様に、第１親金型２の両端部を外部で繋ぐように、第４循環路４４、第５循環路４５、及び第６循環路４６がコ字状に接続してあり、各循環路４４〜４６の構成は、上述した第１〜第３循環路４１〜４３と同様にしている。
【００３４】
図１、２に示すように第１循環路４１の上方には、第２親金型３の出用開口３ｋから押し出された第２子金型２０ｄを、第１循環路４１の一端４１ｄから他端４１ｅへ移動させる第１直動装置８を設けている。第１直動装置８は、図５にも示すように、第１循環路４１に沿った直動駆動部８ａに移動部材３１を設けた構成であり、直動駆動部８ａに内蔵するリニアモータ及びリニアガイドにより移動部材３１を直動駆動部８ａに沿って移動可能にしている（図６（ａ）参照）。この移動部材３１の移動は、制御装置４７により制御されている。なお、直動駆動部８ａの移動機構としてはリニアモータ以外にもロッドレスシリンダ等を適用することも可能である。
【００３５】
図５に示すように、移動部材３１は、下面３１ｂから２本の係止ツメ３１ｂを突出できるように設けており、係止ツメ３１ｂは、移動部材３１の内部に設けられた図示しないソレノイドコイルの励磁により係止ツメ３１ｂの突出状態と内部への収納状態とを切り替える。なお、ソレノイドコイルの励磁は制御装置４７により所要のシーケンスに従い制御されている。
【００３６】
よって、第１直動装置８は、図１、２に示すように第２親金型３から第２子金型２０ｄが押し出されると、図５に示すように、係止ツメ３１ｂを突出させて第２子金型２０ｄの上面２６の凹部２７ａ、２７ｂ（図４（ｂ）参照）に係合させる。この状態で、第１直動装置８は、図６（ａ）に示すように移動部材３１を直動駆動部８ａの一端側８ｂから他端側８ｃへ移動させることで、型開き手段として第２子金型２０ｄを第１子金型１０ｄより型開きすると共に、第２子金型２０ｄを第１循環路４１の他端４１ｅへ移動させる。
【００３７】
なお、第１循環路４１に対応する第４循環路４４の上方にも、上述した第１直動装置８と同様の構成の移動部材３２を有する第２直動装置９が設けられており、この第２直動装置９により、第１親金型３より押し出された第１子金型１０ｆを第４循環路４４の一端４４ｄから他端４４ｅへ移動できるようにしている。
【００３８】
また、射出成形装置１は、図１、図６（ａ）（ｂ）に示すように、第１循環路４１の他端４１ｅに移動された第２子金型２０ｄ等を第２循環路４２側へ移動させる第１循環用シリンダ３４を第２循環路４２と平行に設けている。第１循環用シリンダ３４は、第２子金型２０ａ等の幅寸法（第１子金型１０ａ等の幅寸法Ｗに相当）以上でロッド棒３４ｂのストロークを確保しており、ロッド棒３４ｂの先端に押圧板３４ａを取り付けている。
【００３９】
ロッド棒３４ｂの伸出及び収縮は制御装置４７により制御されており、ロッド棒３４ｂを伸出することで、図６（ａ）（ｂ）に示すように、第２子金型２０ｄ等を移動させており、第２子金型２０ｄ等の移動量は第３循環路４３のガイド部の規制により幅寸法Ｗになる。なお、射出成形装置１は、第１子金型１０ａ等用の第４循環路４４の他端４４ｅにも、上述した第１循環用シリンダ３４に対応する第２循環用シリンダ３５を設けており、第２循環用シリンダ３５の駆動により第１子金型１０ａ等を、第２子金型２０ａ等と同様に移動可能にしている。
【００４０】
さらに、射出成形装置１は、図１、図７に示すように、第２循環路４２の端４２ａに位置する第２子金型２０ｈ等を第３循環路４３に沿って第２子金型３の入用開口３ｊ側へ移動させる第３循環用シリンダ３６を第３循環路４３と平行に設けている。第３循環用シリンダ３６は、第２子金型２０ａ等の厚み寸法Ｙ２以上でロッド棒３６ｂのストロークを確保しており、ロッド棒３６ｂの先端に押圧板３６ａを取り付けている。ロッド棒３６ｂの伸出及び収縮は制御装置４７により制御されており、ロッド棒３６ｂを伸出することで、図７に示すように、第２子金型２０ｈ等を厚み寸法Ｙ２分だけ移動させる。なお、射出成形装置１は、第１子金型１０ａ等用の第５循環路４５の他端４５ａにも、上述した第３循環用シリンダ３６に対応する第４循環用シリンダ３７を設けている。
【００４１】
本実施形態の射出成形装置１において、上述した各循環路４１〜４６、第１直動装置８、第２直動装置９、及び各循環用シリンダ３４〜３７は、各溝部２ａ、３ａの出用開口２ｋ、３ｋから押し出された各子金型１０ａ等、２０ａ等を入用開口２ｊ、３ｊへ循環する循環手段として機能している。
【００４２】
また、射出成形装置１は、図１、図８に示すように、第１親金型２の入用開口２ｊ及び第２親金型３の入用開口３ｊの直前に位置する第１子金型１０ｑ及び第２子金型２０ｑを第１溝部２ａ及び第２溝部３ａの内部に押し込んで移動させる押込み用シリンダ３３を設けている。押込み用シリンダ３３は各溝部２ａ、３ａに沿って各子金型１０ａ等、２０ａ等を移動させる移動手段に相当し、各子金型１０ｑ、２０ｑの幅寸法Ｗ以上でロッド棒３３ｂのストロークを確保しており、ロッド棒３３ｂの先端に押圧板３３ａを取り付けている。ロッド棒３３ｂの伸出及び収縮は制御装置４７により制御されており、ロッド棒３３ｂを伸出することで、図８に示すように、第１子金型１０ｑ及び第２子金型２０ｑを組み合わせた状態で各親金型２、３の各溝部２ａ、３ａの内部へ移動させる。なお、一組の子金型１０ｑ、２０ｑが各溝部２ａ、３ａの内部へ押し込まれると、第１子金型１０ｅ及び第２子金型２０ｃが各親金型２、３より夫々押し出される（図１に示す場合）。
【００４３】
図９は、成形材料の射出を行う射出装置４（射出手段）を示し、射出装置４は、第１親金型２の背面側で入用開口２ｊ（図２参照）の近くに配置されており、成形材料Ｚのペレットを入れるホッパー４ａ、筒部４ｂ、筒部４ｂの内部４ｃに配置されたスクリュー部４ｄ、及び射出孔が形成されたホットランナータイプのランナー部４ｅを有し、ランナー部４ｅを第１親金型２の連通孔２ｂに挿入している。射出装置４は、スクリュー部４ｄの回転駆動及び軸方向の移動が制御装置４７により制御されており、成形材料Ｚを溶融し、型締めされた第１親金型２及び第２親金型３の内部に収容された一組の第１子金型２０ａ等及び第２子金型２０ａ等へ成形材料Ｚを射出し、第１子金型２０ａの材料導入部１３からキャビティ１２へ成形材料Ｚを充填している。
【００４４】
上述した射出装置４の配置により、射出成形装置１の複数の第１子金型１０ａ〜１０ｑ及び第２子金型２０ａ〜２０ｑは、第１親金型２及び第２親金型３の各溝部２ａ、３ａへ押し込まれた直後の位置（図１で示す第１子金型１０ａ及び第２子金型２０ａの位置）で、成形材料が充填される。
【００４５】
また、図１に示す冷却装置５は、第１親金型２の背面側で長手方向の真ん中付近に配置されており、冷却液としての水を循環させるポンプ５ｂ、循環して温度の上昇した水の熱交換を行う熱交換器５ａを備え、第１親金型２の冷却水路２ｃ（図３参照）にポンプ５ｂ及び熱交換器５ａをパイプで接続している。このような冷却装置５の配置により、射出成形装置１の複数の第１子金型１０ａ〜１０ｑ及び第２子金型２０ａ〜２０ｑは、親金型２、３の溝部２ａ、３ａへ押し込まれた位置から３番目の位置（図１で示す第１子金型１０ｃ及び第２子金型２０ｃの位置）で、水が供給されて冷却される。なお、図１の第１子金型１０ｃ及び第２子金型２０ｃは、他の第１子金型１０ａ、１０ｂ及び第２子金型２０ａ、２０ｂと相異する箇所の断面で水路を示すようにしている。
【００４６】
さらに、射出成形装置１は押出し用シリンダ３８を第１親金型２の背面側で出用開口２ｋ（図３参照）の近くに配置している。押出し用シリンダ３８は、成形された製品を第１子金型１０ｅ等から押し出して製品の取出を行うものであり、ロッドの先端に押圧板３８ａを取り付けて、第１親金型２に設けられた押圧ピン２ｆを押圧できるようにしている。なお、押出し用シリンダ３８のロッドの伸縮も、制御装置４７により制御されており、所要のタイミングでロッドを伸出させて成形製品Ｐを取り出せるようにしている。上述した押出し用シリンダ３８の配置により、射出成形装置１の複数の第１子金型１０ａ〜１０ｑが、第１親金型２の第１溝部２ａへ押し込まれた位置から５番目の位置（図１で示す第１子金型１０ｅの位置）で、成形製品Ｐの取出が行われる。
【００４７】
なお、上述した各シリンダ３３〜３８は油圧シリンダであり、図示しない油圧発生装置及び圧油の切替装置等と所要の配管で接続されると共に、切替装置のバルブの位置を制御装置４７が制御することで、各シリンダ３３〜３８のロッドの伸縮が制御されている。また、各シリンダ３３〜３８及び第１、第２直動装置８、９にはセンサが夫々取り付けられており、各センサはロッドの伸縮状態、移動部材３１、３２の位置を検出し、検出した内容を制御装置４７へ伝送する。このようなセンサの働きにより制御装置４７は各シリンダ３３〜３８のロッドの状況及び第１、第２直動装置８、９の移動部材３１、３２の位置を把握している。
【００４８】
制御装置４７は、操作部４８が併設されており、操作部４８で所要の操作を行うことで、射出装置４、冷却装置５、電動プレス装置６、第１直動装置８、第２直動装置９、及び各シリンダ３３〜３８を駆動して連続的に成形製品を自動で製造できるようにしている。制御装置４７は、射出装置４及び冷却装置５等の駆動を規定した制御プログラムを記憶しており、この制御プログラムに従い制御を行っている。
【００４９】
図１０は、制御装置４７の制御内容を示す１サイクル（Ｔ時間）のタイムチャートであり、本発明に係る射出成形装置１を用いた射出成形方法の一連の処理流れを示すものである。以下、このタイムチャートの内容を、図１に示す各子金型１０ａ等、２０ａ等の位置状態に基づき説明する。なお、説明に係るサイクルが開始される状態では、第１、第２直動装置８、９の移動部材３１、３２は係止ツメ３１ｂを突出させて第１、第２循環路４１、４４の一端４１ｄ、４４ｄ側に位置し、各シリンダ３３〜３８のロッドは戻っており、電動プレス装置６は第２親金型３を第２圧力（弱）で型締めし、射出装置４は成形材料の射出を停止し、冷却装置５は冷却用の水の循環を停止し、また第１子金型１０ａ〜１０ｄ及び第２子金型２０ａ〜２０ｄには既に成形材料が射出充填されているものとする。
【００５０】
先ず、図１に示す状態で、第１、第２直動装置８、９が移動部材３１、３２を第１、第２循環路４１、４４の他端４１ｅ、４４ｅ側へ移動させる。移動部材３１の移動により第２親金型３から出た直後の第２子金型２０ｄは、第１子金型１０ｄから型開きが行われて、第１循環路４１の他端４１ｅへ移される。また、移動部材３２の移動により、第１親金型２から出た直後の第１子金型１０ｆは、第２循環路４４の他端４４ｅへ移される。なお、他端４１ｅ、４４ｅ側へ移動した移動部材３１、３２は、所要時間の経過後に係止ツメを戻して一端４１ｄ、４４ｄ側へ戻る。
【００５１】
移動部材３１、３２の他端４１ｅ、４４ｅ側への移動により、押込み用シリンダ３３がロッドを出して第１子金型１０ｑ及び第２子金型２０ｑを第１親金型２及び第２親金型３の各溝部２ａ、３ａの内部に押し込む。この押込みにより、第１子金型１０ａ〜１０ｅ及び第２子金型２０ａ〜２０ｃは、図１に示す位置から押し込まれる方向へ各子金型の幅寸法Ｗ分だけ移動する。また、押込み用シリンダ３３は所要時間の経過後にロッドを戻す。
【００５２】
押込み用シリンダ３３のロッドの戻りに伴い、第３、第４循環用シリンダ３６、３７がロッドを出して第１子金型１０ｌ〜１０ｐ及び第２子金型２０ｈ〜２０ｐを各子金型の厚み寸法Ｙ１、Ｙ２分だけ移動させる。
【００５３】
また、電動プレス装置６は、上述した押込み用シリンダ３３のロッドの戻りに伴い、第２圧力（弱）から第１圧力（強）へ型締め圧を切り替える。第１圧力への切替の完了と共に、射出装置４は新たに各溝部２ａ、３ａに押し込まれた第１子金型１０ｑ及び第２子金型２０ｑに対して成形材料を射出する（時間ｔ１）。また、既に樹脂材料が充填されている第１子金型１０ａ及び第２子金型２０ａは、各溝部２ａ、３ａ内の移動した箇所で第１圧力による型締めで保圧される。さらに冷却装置５は第１子金型１０ｂ及び第２子金型２０ｂを冷却（時間ｔ２）する。さらにまた、押出し用シリンダ３８はロッドを出して成形製品Ｐの取出を行う。このように本発明では、樹脂材料の射出、保圧、冷却、及び成形製品の取出を同一のサイクル中で時間的に重複させて行っている。なお、図１０では射出に係る時間ｔ１、冷却に係る時間ｔ２を等しくしているが、成形製品の形状及び使用する成形材料の種類等によっては、時間ｔ１及び時間ｔ２は相異することもある。
【００５４】
また、このような成形材料の射出、保圧及び冷却等を行っている間に、第３、第４循環用シリンダ３６、３７はロッドを戻し、この３、第４循環用シリンダ３６、３７ロッドの戻りに伴い、第１、第２循環用シリンダ３４、３５はロッドを出して、第１、第２循環路４１、４４の他端４１ｅ、４４ｅに移動した第１子金型１０ｆ及び第２子金型２０ｄを押圧する。この押圧により、第１子金型１０ｆ〜１０ｋ及び第２子金型２０ｆ〜２０ｇは押圧方向へ各子金型の幅寸法Ｗ分だけ移動する。このように第１、第２直動装置８、９、押込み用シリンダ３３、第３、第４循環用シリンダ３６、３７、及び第１、第２循環用シリンダ３４、３５の駆動により各第１子金型１０ａ等及び第２子金型２０ａ等は、第１親金型２及び第２親金型３を中心に循環移動する。
【００５５】
さらに、射出に係る時間ｔ１及び冷却に係る時間ｔ２が経過すると、電動プレス装置６は第１圧力（強）から第２圧力へ型締め圧を切り替える。なお、時間ｔ１と時間ｔ２が相異する場合、長い方の時間の経過に伴い型締め圧の切替を行う。
【００５６】
上述した型締め圧の切替により、射出成形方法に係る処理の１サイクルが終了し、第１、第２直動装置８、９の移動部材３１、３２の移動から次のサイクルが開始される。このように本発明に係る射出成形装置１は親金型２、３の型開きを行わず、同一のサイクル内で子金型の型開き、成形材料の射出、保圧、冷却、及び成形製品の取出を行うので、図１１に示すような成形材料の射出、保圧、及び冷却等を順番に行う従来の射出成形装置Ｓに比べて、約４分の１から２分の１の時間で製品を成形でき、しかも、自動で一連の成形処理を連続させることができると共に、各成形に対する条件は同一なので安定した品質の成形製品を得ることができる。
【００５７】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形例の適用が可能である。例えば、第２親金型３を固定側にすると共に第１親金型２を移動側にすることもできる。また、成形材料の射出及び保圧を第１親金型２及び第２親金型３の溝部２ａ、３ａにおける同位置で行うようにしてもよい。このように成形材料の射出及び保圧を同位置で行うと、１サイクルの時間は長くなるが、成形材料の射出から保圧までの間は各子金型１０ａ等、２０ａ等の移動が無いため、成形品にバリ及びヒケ等が生じる割合を低下して品質精度を向上できると共に、各親金型２、３の長手方向の寸法の小型化も図れる。
【００５８】
さらに、親金型２、３の型締めは電動プレス装置６ではなく、シリンダ装置も適用でき、第１圧力に対応したシリンダ装置、及び第２圧力に対応したシリンダ装置のように複数のシリンダ装置を適用した構成にすることも可能である。具体的には、第２圧力に対応したシリンダ装置で第２親金型３を押圧するようにし、また、第２親金型３の背面から第２溝部３ａへ貫通する貫通孔を形成し、この貫通孔を介して成形材料が射出されている第２子金型２０ａ等及び／又は保圧中の第２子金型２０ａ等を直接的に第１圧力用のシリンダ装置で押圧するような構成にしてもよい。このような構成にすることで、成形材料が射出されている第２子金型２０ａ等及び／又は保圧中の第２子金型２０ａ等の型締めを一段と確実に行えると共に、各親金型２、３の型締めを第２圧力に切り替えた場合での各子金型１０ａ等、２０ａ等の移動を一段とスムーズに行える。
【００５９】
また、各子金型１０ａ、２０ａ等の循環を第１、第２直動装置８、９及び各循環用シリンダ３４〜３７で行うのではなく、各循環路４１〜４６に搬送装置を設けて各子金型１０ａ、２０ａ等を移動させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施形態に係る射出成形装置の全体的な構成を示す平面視による概略図である。
【図２】第１親金型及び第２親金型の型締め状態を示す斜視図である。
【図３】第１親金型及び第２親金型の構成を示す斜視図である。
【図４】（ａ）は第１子金型を示す斜視図であり、（ｂ）は第２子金型を示す斜視図である。
【図５】第１直動装置の要部を示す概略図である。
【図６】（ａ）は第１直動装置による第２子金型の移動を示す概略図であり、（ｂ）は第１循環用シリンダによる第２子金型の移動を示す概略図である。
【図７】第３循環用シリンダによる第２子金型の移動を示す概略図である。
【図８】押込み用シリンダによる第１子金型及び第２子金型の第１親金型及び第２親金型の内部への押込みを示す概略図である。
【図９】図１におけるＡ−Ａ線の射出装置を示す一部断面図である。
【図１０】射出成形方法に係るタイムチャートである。
【図１１】従来の射出成形装置の概略図である。
【符号の説明】
【００６１】
１  射出成形装置
２  第１親金型
２ａ  第１溝部
２ｊ  入用開口
２ｋ  出用開口
３  第２親金型
３ａ  第２溝部
３ｊ  入用開口
３ｋ  出用開口
４  射出装置
５  冷却装置
６  電動プレス装置
８  第１直動装置
９  第２直動装置
１０ａ〜１０ｑ  第１子金型
２０ａ〜２０ｑ  第２子金型
３３  押込み用シリンダ
３４〜３７  第１〜第４循環用シリンダ
３８  押出し用シリンダ
４１〜４６  第１〜第６循環路
４７  制御装置
４８  操作部
Ｐ  成形製品
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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