(57)【要約】【課題】成形品の形状に応じてキャビティー形状を迅速かつ簡易に変更することが可能であって、少ロットの生産、納期の短縮、低コスト化に対する要求を十分に満たすことが可能な簡易金型を用いた射出成形装置を提供する。【解決手段】射出成形装置１は、キャビティー２０が形成された交換部１４と装置本体部４に固定される固定部１５ａとを有する簡易金型２と、簡易金型２の開閉動作を制御する制御部５とを備えている。交換部１４は、固定部１５ａに固定される固定型板１６と、固定型板１６に接近離反する可動型板１７と、成形品２５を離反させる突き出し機構１８とを有している。固定部１５ａには、溶融樹脂３を溶融状態でキャビティー２０へ送出させるためのホットランナー１２が形成される。固定型板１６には、ホットランナー１２より送出される溶融樹脂３をキャビティー２０に導くためのコールドランナー２１が形成される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビティーが形成されて成形品の形状に応じて交換される交換部と装置本体部に固定される固定部とを有する簡易金型と、該簡易金型の開閉動作を制御する制御部とを備え、
前記交換部は、前記固定部に保持される固定型板と、該固定型板に対して接近離反する可動型板と、該可動型板より成形品を離反させるための突き出し機構とを有し、
前記固定部には、前記装置本体部より流入された溶融樹脂を溶融状態で前記キャビティーへ送出させるためのホットランナーが形成され、
前記固定型板には、前記ホットランナーより送出される前記溶融樹脂を前記キャビティーに導くためのコールドランナーが形成されることを特徴とする射出成形装置。
【請求項２】
前記ホットランナーには、前記溶融樹脂を前記キャビティー及び前記コールドランナーに保圧した状態で封止するための開閉バルブが設けられ、
前記制御部は、前記ホットランナーから前記コールドランナーへ前記溶融樹脂を導入する場合に前記開閉バルブを開き、前記溶融樹脂導入後であって前記溶融樹脂の冷却固化が行われている間は、前記開閉バルブを閉じることを特徴とする請求項１に記載の射出成形装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記ホットランナー及び当該ホットランナー周辺の温度制御を、前記固定部以外の部分の温度制御と独立して行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の射出成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、簡易金型を用いた射出成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的な射出成形方法においては、製品形状に対応するキャビティーを備えた金型を製品毎に製作して成形品の射出成形処理を行っていた。このように金型を製品毎に製作して射出成形処理を行った場合には、射出成形作業における段取り性が劣るという問題があった。そのため、近年では、簡易金型（いわゆるカセット型金型）を用いた射出成形方法が盛んに利用されるようになっている（特許文献１参照。）。簡易金型は、作成する成形品の形状に応じて着脱可能なカセット式の入れ子を用いることによって、従来の金型よりもキャビティーの形状を簡易かつ迅速に変更することが可能となるので、射出成形作業における段取り性の向上を図ることが容易であった。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３２６１０５２号公報  図９、図１０
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、簡易金型を用いた射出成形方法を使用した場合であっても、入れ子を交換して変更することが可能なキャビティー形状には一定の限界があり、キャビティー形状が複雑な場合等には、従来の金型を利用することが多かった。
また、複数の入れ子を用いてキャビティー形状を変更する簡易金型を用いた場合であっても、金型の主型部分には、それぞれスプール、ランナー、ゲートを形成する必要があり、少ロットの生産、納期の短縮、低コスト化に対する要求を十分に満たすことが困難となっている。
【０００５】
本発明に係る発明は、上記の問題に鑑みて為されたものであって、成形品の形状に応じてキャビティー形状を迅速かつ簡易に変更することが可能であって、少ロットの生産、納期の短縮、低コスト化に対する要求を十分に満たすことが可能な簡易金型を、用いた射出成形装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、キャビティーが形成されて成形品の形状に応じて交換される交換部と装置本体部に固定される固定部とを有する簡易金型と、該簡易金型の開閉動作を制御する制御部とを備え、前記交換部は、前記固定部に保持される固定型板と、該固定型板に対して接近離反する可動型板と、該可動型板より成形品を離反させるための突き出し機構とを有し、前記固定部には、前記装置本体部より流入された溶融樹脂を溶融状態で前記キャビティーへ送出させるためのホットランナーが形成され、前記固定型板には、前記ホットランナーより送出される前記溶融樹脂を前記キャビティーに導くためのコールドランナーが形成された射出成形装置であることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の射出成形装置において、前記ホットランナーには、前記溶融樹脂を前記キャビティー及び前記コールドランナーに保圧した状態で封止するための開閉バルブが設けられ、前記制御部は、前記ホットランナーから前記コールドランナーへ前記溶融樹脂を導入する場合に前記開閉バルブを開き、前記溶融樹脂導入後であって前記溶融樹脂の冷却固化が行われている間は、前記開閉バルブを閉じることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の射出成形装置において、前記制御部は、前記ホットランナー及び当該ホットランナー周辺の温度制御を、前記固定部以外の部分の温度制御と独立して行うことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る射出成形装置を、図面を用いて説明する。
【００１０】
図１〜図３は、本発明に係る射出成形装置を示した概略図である。射出成形装置１は、成形品の成形を行う簡易金型２と、簡易金型２に溶融樹脂３（以下、樹脂３とする。）を注入するための本体部４と、射出成形装置１の制御を行う制御部（ＣＰＵ）５とにより構成されている。
【００１１】
本体部４には、図示を省略した油圧モータと、油圧モータの動力により回転される射出スクリュー７と、回転する射出スクリュー７を保持する筒上部８と、射出スクリュー７に対して樹脂３を注入するためのホッパ９と、本体部４の先端部に形成されるスクリューシリンダ１０とを備えている。
【００１２】
ホッパ９の下端部には、射出スクリュー７に樹脂を導入するための導入開口９ａが形成されており、この導入開口９ａを通って樹脂３が射出スクリュー７に導き入れられる。射出スクリュー７に導き入れられた樹脂３は、筒状部８内で射出スクリュー７が回転されることによって、本体部４の先端方向に運搬される。筒上部８には、加熱ヒータが内蔵されており、射出スクリュー７の回転により本体部４の先端方向に押し出される樹脂３が冷却されて凝固されることを加熱ヒータが防止している。
【００１３】
スクリューシリンダ１０の外側にはバンドヒータが巻かれており、バンドヒータは射出スクリュー７の回転に伴ってスクリューシリンダ１０に押し出されてきた樹脂３は、バンドヒータの発熱量によって溶融状態が維持される。スクリューシリンダ１０の先端には樹脂３を後述するホッランナー１２に送出するための小径ノズル１２が設けられており、バンドヒータにより加熱された樹脂３は、射出スクリュー７の圧力と小径ノズル１１の小径化により加圧されてホットランナー１２に射出される。
【００１４】
簡易金型２は、キャビティー２０が形成される交換部１４と交換部１４を着脱可能に保持する固定部１５とを備えている。交換部１４は、固定型板１６と可動型板１７と突き出し機構１８とを備えている。固定型板１６の可動型板１７とのパーティングライン面には凹部１６ａが設けられ、可動型板１７には凸部１７ａが設けられており、この凹部１６ａと凸部１７ａとにより形成される空間によってキャビティー２０が形成される。
【００１５】
固定型板１６にはコールドランナー２１が形成されており、溶融状態となった樹脂３はコールドランナー２１を通って、キャビティー２０に流入される。突き出し機構１８には、可動型板１７に対して接近離反する突出プレート２２が設けられており、この突出プレート２２には、固定型板１６と可動型板１７とを離反させるためのリターンピン２３と、クールランナー２１で硬化した樹脂を可動型板１７から取り外すためのスプールロックピン２４と、成形品２５を可動型板１７から取り外すための突出ピン２５とが立設されている。さらに、可動型板１７には、リターンピン２３が挿通されるリターンピン挿通穴１７ｂと、スプールロックピン２４が挿通されるスプール挿通穴１７ｃと、突出ピン２５が挿入される突出ピン挿通穴１７ｄとが設けられている。
【００１６】
固定部１５は、固定型板１６を保持する第１固定部１５ａと、突き出し機構１８及び可動型板１７を保持する第２固定部１５ｂとにより構成される。第１固定部１５ａには、本体部４より射出される樹脂３を、固定型板１６に形成されたクールランナー２１へと導くホットランナー１２が形成されている。ホットランナー１２は、樹脂３を導通させるための樹脂導通穴２７と、樹脂導通穴２７の流路の開閉を行うホットランナーバルブ２８とを備えている。ホットランナー１２部分で樹脂３が硬化しないように、樹脂導通穴２７内は樹脂３が溶融状態を維持する温度に保たれている。ホッランナーバルブ２８の開閉は、制御部５によって制御される。
【００１７】
第２固定部１５ｂの上下端部には、一対の壁部１５ｅ、１５ｆが形成されており、固定部１５ｂの中央部には、壁部１５ｅと壁部１５ｆとにより凹所１５ｃが形成されている。突出プレート２２は、凹所１５ｃ内に位置しており、突出プレート２２は、この凹所１５ｃ内で進退動を行う。
【００１８】
また、可動型板１７は、壁部１５ｅ、１５ｆの端面１５ｅ’、１５ｆ’に着脱可能に取り付けられており、交換部１４を固定部１５から着脱することができるので、キャビティー２０が形成された交換部１４を、成形品２５の形状に応じて交換することにより迅速かつ簡易にキャビティー２０形状を変更することができる。
【００１９】
制御部５は、図５に示すようにインターフェイス部（Ｉ／Ｏ）３０を介して、簡易金型２の型開・型締及び突出ピン等の突き出し制御（図５Ａ）を行うほか、本体部４の油圧モータを動作させることによって樹脂の射出、保圧を制御するとともに、ホッパ９から射出スクリュー７に導入される樹脂の計量等を管理・制御（図５Ｂ）し、バンドヒータの発熱量を調整することによってスクリューシリンダ１０における樹脂の温度を制御（図５Ｃ）し、ホットランナーバルブ２８の開閉処理を行い（図５Ｄ）、ホットランナー１２及びホットランナー１２周辺の温度制御（図５Ｅ、Ｆ）を行っている。この制御によって、射出成形処理における自動化を実現するとともに成形品の品質維持を図っている。
【００２０】
次に、射出成形装置１を用いた成形品の生産処理を図６に示すフローチャートを用いて説明する。制御部５は、突出プレート２２を移動させて簡易金型２の型締めを行い（ステップＳ．１、図１）、ホットランナーバルブ２８を開放させる（ステップＳ．２）。その後、制御部５は、油圧モータを駆動させて樹脂３を射出させる作業を開始し（ステップＳ．３、図２）、樹脂３を固定部１５ａのホットランナー１２、可動型板１６のコールドランナー２１を経由してキャビティー２０に充満させて保圧する（ステップＳ．４）。この際、制御部５は、射出される樹脂３が円滑にキャビティー２０内に充満されるように、ホットランナー１２及びその周辺部の温度制御を固定部１５以外の部分の温度制御とは独立して行うことによって樹脂３が溶融状態を維持するように調節する。
【００２１】
制御部５は、キャビティー２０に樹脂３が満たされて保圧が完了すると、ホットランナーバルブ２８を閉じる（ステップＳ．５、図３）。その後、制御部５は、キャビティー２０内で樹脂３が冷却されて（ステップＳ．６）キャビティー２０の形状に硬化された後に、簡易金型２の型開き処理、具体的には、第２固定部１５ｂが可動金型１７及び突き出し機構１８を保持した状態で固定型板１６より離反する方向に移動し、成形品２５を可動型板１７に付着させつつ、固定型板１６と可動型板１７との型開きを行う（ステップＳ．７）。その後、突き出し機構１８の突出プレート２２が、可動型板１７側に移動することにより、可動型板１７のクールランナー２１で硬化された樹脂３がスプールロックピン２４により突き出されるとともに、成形品２５が突出ピン２５により可動型板１７から突き出される（ステップＳ．８、図４）。なお、この処理（ステップＳ．６〜Ｓ．８）を行っている間ホットランナーバルブ２８は閉ざされている。
【００２２】
このように、ホットランナーバルブ２８を閉じて、キャビティー２０に満たされた樹脂の圧力を保圧した状態で成形品２５の冷却処理を行うことができるので、交換部１４を容易に取り換えることが可能な簡易金型であっても、通常の金型と同品質の成形品を製造することが可能となる。
【００２３】
また、ホットランナーバルブ２８の開閉制御及びホットランナー１２の周辺部の温度制御を第１固定部１５ａ以外の部分の温度状態等に拘わらずに独立して行うので、通常の金型と同様の加工工程を用いて射出成形処理を行うことが可能となる。
【００２４】
さらに、交換部１４が固定部１５に着脱可能に設置されるとともに、交換可能な交換部１４が、固定型板１６、可動型板１７、突き出し機構１８という簡素な構造により構成されているので、キャビティー２０を形成する交換部１４を迅速かつ簡易に変更することが可能となるとともに、成形品２５の少ロット生産、短期納品、低コスト化を実現することが容易となる。
【００２５】
また、固定部１５に形成されたホットランナー１２と、交換部１４に形成されたコールドランナー２１とが連続して設けられているので、サイドゲートやジャンプゲート等を用いることが容易となり、簡易金型２を用いた射出成形装置１であっても、中・大型の成形品を容易に作ることができる。
【００２６】
以上、実施例も用いて本発明に係る射出成形装置１の説明を行ったが、本発明に係る射出成形装置１は、上記のものに限定されるものではない。例えば、図６に示したフローチャートにおいて、ホットランナーバルブ２８は、キャビティー２０に樹脂３が満たされて保圧が完了されると、制御部５の制御により閉じる（ステップＳ５）こととしたが、ホットランナーバルブ２８を開いてから一定時間経過後に自動的にホットランナーバルブ２８が閉まるように制御しても良い。この一定時間は、樹脂が注入されて保圧されるまでの一般的な時間をキャビティー２０の容量・形状に応じて予め測定して求めることによって決定することが可能である。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る射出成形装置を用いることにより、交換部が固定部に着脱可能に設置されるとともに、交換可能な交換部が、固定型板、可動型板、突き出し機構という簡素な構造により構成されているので、キャビティーを形成する交換部を迅速かつ簡易に変更することが可能となるとともに、成形品の少ロット生産、短期納品、低コスト化を実現することが容易となる。
【００２８】
また、固定部に形成されたホットランナーと、交換部に形成されたコールドランナーとが連続して設けられているので、サイドゲートやジャンプゲート等を用いることが容易となり、簡易金型を用いた射出成形装置であっても、中・大型の成形品を容易に成形することができる。
【００２９】
さらに、ホットランナーバルブを閉じて、キャビティーに満たされる樹脂に一定の圧力を保った状態で成形品の冷却処理を行うことができるので、固定部と交換部とにより構成される簡易金型であっても、通常の金型と同品質の成形品を製造することが可能となる。
【００３０】
また、ホットランナー及びホットランナーの周辺部の温度制御を固定部以外の温度状態等に拘わらずに独立して行うことができるので、通常の金型と同様の加工工程を用いて射出成形を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る射出成形装置を示した概略図であって、ホットランナーバルブが開放する前の状態を示した図である。
【図２】本発明に係る射出成形装置を示した概略図であって、ホットランナーバルブが開放されてホットランナーに溶融樹脂が充満された状態を示した図である。
【図３】本発明に係る射出成形装置を示した概略図であって、ホットランナーバルブが開放されてキャビティーに溶融樹脂が充満された状態を示した図である。
【図４】本発明に係る射出成形装置を示した概略図であって、成形品の突き出し処理が行われている様子を示した図である。
【図５】本発明に係る制御部の制御内容を示したブロック図である。
【図６】本発明の射出成形装置における成形品の生産処理を示したフローチャートである。
【符号の説明】
１  射出成形装置
２  簡易金型
３  樹脂（溶融樹脂）
４  本体部（装置本体部）
５  制御部
１２  ホットランナー
１４  交換部
１５  固定部
１５ａ  第１固定部
１５ｂ  第２固定部
１６  固定型板
１７  可動型板
１８  突き出し機構
２０  キャビティー
２１  コールドランナー
２２  突出プレート
２３  リターンピン
２４  スプールロックピン
２５  突出ピン
【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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