(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融樹脂を流通する樹脂通路を有するホットランナブロックと、前記樹脂通路の途中に設けられ流通する溶融樹脂によって成形品を成形する成形ユニットを有する成形部と、前記成形ユニットで成形された成形品を冷却する冷却部と、前記成形部に前記冷却部を移動して成形品を冷却する移動手段とからなり、
前記成形ユニットは、前記樹脂通路と交叉する方向に進退自在に設けられ樹脂通路を流通する溶融樹脂をチャッキングする一対の樹脂クランプスピンドルと、この樹脂クランプスピンドルの内部に該樹脂クランプスピンドルとは独立して進退自在に設けられチャッキングされた溶融樹脂を加圧成形する一対の加圧成形スピンドルと、この加圧成形スピンドルの端面に設けられたキャビティとから構成されたことを特徴とする樹脂成形品の成形システム。
【請求項２】
溶融樹脂を流通する樹脂通路を有するホットランナブロックと、前記樹脂通路の途中に設けられ流通する溶融樹脂によって成形品を成形する成形ユニットを有する成形部と、前記成形ユニットで成形された成形品を冷却する冷却部と、前記成形部に前記冷却部を移動して成形品を冷却する移動手段とからなり、
前記成形ユニットは、前記樹脂通路と交叉する方向に進退自在に設けられ樹脂通路を流通する溶融樹脂をチャッキングする一対の樹脂クランプスピンドルと、この樹脂クランプスピンドルの少なくとも一方の端面に設けられたキャビティと、前記樹脂クランプスピンドルとは独立して進退自在に設けられ前記キャビティ内の溶融樹脂を加圧成形する加圧成形スピンドルとから構成されたことを特徴とする樹脂成形品の成形システム。
【請求項３】
前記樹脂通路は、溶融樹脂を射出する樹脂射出部から射出された溶融樹脂の受入れ部を有し、前記成形ユニットを通過した余剰溶融樹脂を前記樹脂射出部に還流させる溶融樹脂循環路であることを特徴とする請求項１または２記載の樹脂成形品の成形システム。
【請求項４】
前記冷却部は、冷却水路を有する冷却ブロックと、この冷却ブロックに設けられ成形品にエアーを噴射して前記成形部から成形品を落下させるエアーノズルとから構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の樹脂成形品の成形システム。
【請求項５】
前記加圧成形スピンドルは、互いに対向する端面にキャビティを形成する凹部を有する一対のスピンドルからなり、このスピンドルの互いに端面を突合わせて溶融樹脂を一次加圧した後、二次加圧して溶融樹脂の密度を高める駆動機構を備えていることを特徴とする請求項１記載の樹脂成形品の成形システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、主として小型成形品を成形するに適した樹脂成形品の成形システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
同一形状の樹脂成形品を成形する射出成形用金型は、一般に、固定金型と可動金型との間にキャビティが形成されている。固定金型には樹脂注入口が設けられ、この樹脂注入口からキャビティまでホットランナによって連通している。ホットランナの終端とキャビティとの間にはゲートバルブが設けられ、ゲートバルブの開放によって溶融樹脂がキャビティ内に充填されるようになっている。また、キャビティの周囲には冷却水路が設けられ、キャビティ内に充填された溶融樹脂が冷却固化されるようになっている。
【０００３】
１台の射出成形用金型で、複数の成形品を同時に成形する、多数取りの成形用金型においては、複数のキャビティが設けられ、ホットランナが分岐されて各キャビティに設けられたゲートバルブに連通し、樹脂注入口から注入された溶融樹脂がホットランナによって分配されて各キャビティに充填されるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述のように構成された射出成形用金型で成形品を成形する場合は、固定金型と可動金型を型締めした後、射出成形機から溶融樹脂を樹脂注入口を介してキャビティに注入し、キャビティ内の溶融樹脂が冷却固化されるのを待つ。そして、溶融樹脂が冷却固化された後、固定金型と可動金型とを離型して成形品を取り出すようになっており、成形サイクルタイムが長いという問題がある。
【０００５】
また、射出成形用金型で成形品を成形する、成形品の大きさには限度があり、数ミリ単位の微小成形品の成形は不可能である。
【０００６】
この発明は、前記事情に着目してなされたもので、この目的とするところは、微小成形品であっても、成形サイクルタイムが短く、生産性を向上できる樹脂成形品の成形システムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は前記目的を達成するために、請求項１は、溶融樹脂を流通する樹脂通路を有するホットランナブロックと、前記樹脂通路の途中に設けられ流通する溶融樹脂によって成形品を成形する成形ユニットを有する成形部と、前記成形ユニットで成形された成形品を冷却する冷却部と、前記成形部に冷却部を移動して成形品を冷却する移動手段とからなり、前記成形ユニットは、前記樹脂通路と交叉する方向に進退自在に設けられ樹脂通路を流通する溶融樹脂をチャッキングする一対の樹脂クランプスピンドルと、この樹脂クランプスピンドルの内部に該樹脂クランプスピンドルとは独立して進退自在に設けられチャッキングされた溶融樹脂を加圧成形する一対の加圧成形スピンドルと、この加圧成形スピンドルの端面に設けられたキャビティとから構成されたことを特徴とする樹脂成形品の成形システムにある。
【０００８】
請求項２は、溶融樹脂を流通する樹脂通路を有するホットランナブロックと、前記樹脂通路の途中に設けられ流通する溶融樹脂によって成形品を成形する成形ユニットを有する成形部と、前記成形ユニットで成形された成形品を冷却する冷却部と、前記成形部に冷却部を移動して成形品を冷却する移動手段とからなり、前記成形ユニットは、前記樹脂通路と交叉する方向に進退自在に設けられ樹脂通路を流通する溶融樹脂をチャッキングする一対の樹脂クランプスピンドルと、この樹脂クランプスピンドルの少なくとも一方の端面に設けられたキャビティと、前記樹脂クランプスピンドルとは独立して進退自在に設けられ前記キャビティ内の溶融樹脂を加圧成形する加圧成形スピンドルとから構成されたことを特徴とする樹脂成形品の成形システムにある。
【０００９】
請求項３は、請求項１または２の前記樹脂通路は、溶融樹脂を射出する樹脂射出部から射出された溶融樹脂の受入れ部を有し、前記成形ユニットを通過した余剰溶融樹脂を前記樹脂射出部に還流させる溶融樹脂循環路であることを特徴とする。
【００１０】
請求項４は、請求項１または２の前記冷却部は、冷却水路を有する冷却ブロックと、この冷却ブロックに設けられ成形品にエアーを噴射して前記成形部から成形品を落下させるエアーノズルとから構成されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項５は、請求項１の前記加圧成形スピンドルは、互いに対向する端面にキャビティを形成する凹部を有する一対のスピンドルからなり、このスピンドルの互いに端面を突合わせて溶融樹脂を一次加圧した後、二次加圧して溶融樹脂の密度を高める駆動機構を備えていることを特徴とする。
【００１２】
前記構成によれば、樹脂通路を流通する溶融樹脂の一部を一対の樹脂クランプスピンドルによってチャッキングし、チャッキングした溶融樹脂をキャビティを有する一対の加圧成形スピンドルによって加圧して成形し、成形された成形品を冷却部に移動して冷却することが連続的に行える。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１〜図４は第１の実施形態を示し、図１は樹脂成形品の成形システムの全体構成を概略的に示す斜視図である。図１に示すように、成形システム１には左右方向（矢印Ｘ方向）に移動自在なスライドユニット２が設けられている。スライドユニット２の左右方向の一端部には基台１等に固定された移動手段としての第１のエアシリンダ３が連結され、スライドユニット２が左右方向に移動するようになっている。
【００１５】
スライドユニット２の左右両端部には立上り壁４ａ，４ｂが設けられ、スライドユニット２の立上り壁４ａ，４ｂ間は凹部５に形成されている。凹部５にはスライドユニット２と直交する方向にマニホールドブロック６が設けられ、これは複数本の支柱７によって水平状態に支持されている。
【００１６】
スライドユニット２の長手方向に沿う両側部には左右方向にレール８が設けられ、このレール８はマニホールドブロック６に設けられたレール支持ブロック９に支持されている。そして、マニホールドブロック６に対してスライドユニット２が移動するようになっている。
【００１７】
マニホールドブロック６について説明すると、図２〜図４に示すように構成されている。すなわち、マニホールドブロック６の幅方向の中間部における端面には受入れ部としての樹脂注入口１０が設けられている。この樹脂注入口１０には樹脂射出シリンダ１１のノズル１２が接合するノズルタッチ面１０ａが設けられている。また、樹脂注入口１０には溶融樹脂ａを流通する樹脂通路１３が連通して設けられている。
【００１８】
樹脂通路１３はマニホールドブロック６の下部近傍を横方向に延出する下部通路１３ａと、この下部通路１３ａの終端から縦方向に延出する上昇通路１３ｂと、この上昇通路１３ｂの終端からマニホールドブロック６の上部近傍を横方向に延出する上部通路１３ｃと、この上部通路１３ｃの終端から縦方向に延長する下降通路１３ｄとを有している。
【００１９】
下降通路１３ｄには開閉バルブ１４が設けられ、この開閉バルブ１４のノズル１４ａは樹脂射出シリンダ１１に連通している。従って、樹脂通路１３は溶融樹脂ａを循環する循環路に形成されている。さらに、樹脂通路１３の両側部及び開閉バルブ１４の周囲にはヒータ１５が埋設され、ホットランナブロック１６が形成されている。
【００２０】
樹脂通路１３は断面が縦方向に扁平な長孔であり、この樹脂通路１３に直交して成形ユニット１７の成形部１８が設けられている。すなわち、前記スライドユニット２の立上り壁４ａ，４ｂ間には成形ユニット１７を構成する樹脂クランプスピンドル１９が架設されている。この樹脂クランプスピンドル１９は樹脂通路１３の縦寸法より小さい外径を有する円筒状のパイプであり、樹脂クランプスピンドル１９の外周面と樹脂通路１３の両端内周との間に溶融樹脂ａが流通することが可能な空間部１３ｅが設けられる。
【００２１】
樹脂クランプスピンドル１９は成形部１８で２分割され、それぞれの基端部は立上り壁４ａ，４ｂに設けられた支持孔２０に軸方向にスライド自在に嵌合されている。立上り壁４ａ，４ｂには支持孔２０と連通する第１のシリンダ２１が設けられ、この第１のシリンダ２１の内部には第１のピストン２２が樹脂クランプスピンドル１９の軸方向に移動自在に設けられている。
【００２２】
樹脂クランプスピンドル１９の基端部にはフランジ部１９ａが設けられ、このフランジ部１９ａは固定リング２３とボルト２４によって駆動機構としての第１のピストン２２に直結されている。第１のシリンダ２１は第１のピストン２２によって前室２１ａと後室２１ｂとに区画され、前室２１ａと後室２１ｂはそれぞれエアーポート２５ａ，２５ｂを介してエアー供給源（図示しない）に連通されている。そして、第１のピストン２２によって樹脂クランプスピンドル１９が進退し、成形部１８で端面が接離するようになっている。
【００２３】
また、樹脂クランプスピンドル１９の内部には独立して進退自在な加圧成形スピンドル２６が内挿されている。加圧成形スピンドル２６は肉厚の円筒状のパイプであり、この内部には突き出しピン２７が独立して進退自在に内挿されている。
【００２４】
加圧成形スピンドル２６及び突き出しピン２７も中間部で２分割されており、加圧成形スピンドル２６の互いに対向する端面でキャビティ２８を形成し、突き出しピン２７の互いに対向する端面は成形品ｂを挟持できるようになっている。
【００２５】
加圧成形スピンドル２６の基端部は、前記第１のシリンダ２１及び第１のピストン２２を貫通している。第１のピストン２２の内部には第２のシリンダ２９が設けられ、この第２のシリンダ２９の内部には駆動機構としての第２のピストン３０が加圧成形スピンドル２６の軸方向に移動自在に設けられている。
【００２６】
加圧成形スピンドル２６の基端部にはフランジ部２６ａが設けられ、このフランジ部２６ａは第２のピストン３０に直結されている。第２のシリンダ２９は第２のピストン３０によって前室２９ａと後室２９ｂとに区画され、前室２９ａと後室２９ｂはそれぞれエアーポート３１ａ，３１ｂを介してエアー供給源（図示しない）に連通されている。そして、第２のピストン３０によって加圧成形スピンドル２６が進退し、キャビティ２８を形成する端面が接離するようになっている。
【００２７】
さらに、突き出しピン２７の基端部は第２のピストン３０を貫通して外部に突出しており、この突き出しピン２７はエアシリンダ（図示しない）と連結されている。そして、エアシリンダによって突き出しピン２７が進退し、成形品ｂを挟持したり、放したりすることができるようになっている。
【００２８】
また、前記マニホールドブロック６の左右両側部には樹脂クランプスピンドル１９に嵌合して第１と第２の冷却部３３，３４が設けられている。第１と第２の冷却部３３，３４は、リング状の冷却ブロック３５を有し、ボルト３６によってマニホールドブロック６に固定されている。
【００２９】
冷却ブロック３５には成形ユニット１７を挟んで上部に成形品ｂに対向するエアーノズル３７が設けられ、下部には成形品ｂを落下させるための落下口３８が設けられている。冷却ブロック３５には冷却水路３９が設けられ、成形品ｂを強制的に冷却固化するようになっている。
【００３０】
次に、前述のように構成された成形システム１の作用について説明する。
【００３１】
樹脂射出シリンダ１１のノズル１２から例えばポリプロピレン等の溶融樹脂ａが射出されると、溶融樹脂ａはホットランナブロック１６の樹脂通路１３を流通する。
【００３２】
この状態において、左右一対の第１のシリンダ２１の後室２１ｂにエアーポート２５ｂからエアーが供給されると、そのエアー圧力によって第１のピストン２２が前進する。従って、樹脂クランプスピンドル１９はそれぞれ前進し、図４（ａ）に示すように端面が突き当たると、樹脂通路１３内を流通する溶融樹脂ａはチャッキングされる。すなわち、樹脂クランプスピンドル１９はパイプ状であるため、端面が突き当たると同時に樹脂通路１３内を流通する溶融樹脂ａの一部が樹脂クランプスピンドル１９の内部に取り込み。このとき、樹脂クランプスピンドル１９の外部の溶融樹脂ａは空間部１３ｅを介して樹脂通路１３を流通する。
【００３３】
樹脂クランプスピンドル１９の前進運動の直後に、左右一対の第２のシリンダ２９の後室２９ｂにエアーポート３１ｂからエアーが供給されると、そのエアー圧力によって第２のピストン３０が前進する。従って、加圧成形スピンドル２６はそれぞれ前進するとともに、突き出しピン２７が第２のエアシリンダ３２によって前進する。
【００３４】
従って、樹脂クランプスピンドル１９によって取り込まれた溶融樹脂ａは加圧成形スピンドル２６と突き出しピン２７の端面によって形成されるキャビティ２８の内部に充填されるとともに第１次加圧が行われる。この状態では、図４（ａ）に示すように、加圧成形スピンドル２６と溶融樹脂ａとの間に若干の隙間ｇがあるが、第２のピストン３０がさらに前進して樹脂クランプスピンドル１９が隙間ｇに相当するストローク分だけ第２次加圧が行われると、キャビティ２８内の樹脂密度が上がり、高密度で、微細な精密部品に適した成形品ｂが成形される。
【００３５】
次に、第１のシリンダ３が駆動してスライドユニット２が左方へ移動する。そして、加圧成形スピンドル２６と突き出しピン２７の端面によって挟持された成形品ｂが第１の冷却部３３の冷却ブロック３５に対向する。冷却ブロック３５は冷却水路３９を流れる冷却水によって常時冷却されているため、成形品ｂは強制的に冷却される。
【００３６】
次に、左右一対の第１のシリンダ１９の前室２１ａ及び第２のシリンダ２９の前室２９ａにエアーポート２５ａ，３１ｂからエアーが供給されると、そのエアー圧力によって第１のピストン２２及び第２のピストン３０が後退する。従って、樹脂クランプスピンドル１９及び加圧成形スピンドル２６はそれぞれ後退するため、図４（ｂ）に示すように、成形品bがエアーノズル３７に対向する。
【００３７】
そして、エアーノズル３７から噴射するエアーが成形品ｂに吹き付けられる。また、突き出しピン２７がエアシリンダによって後退すると、突き出しピン２７の端面によって挟持されていた成形品ｂはエアーの圧力によって突き出しピン２７から離れて落下口３８から落下する。
【００３８】
このとき、成形部１８における樹脂通路１３は樹脂クランプスピンドル１９の外周壁によって遮断されているため、溶融樹脂ａが成形部１８に流れ込むことはない。樹脂通路１３は下部通路１３ａと、上昇通路１３ｂと、上部通路１３ｃと、下降通路１３ｄとからなり、下降通路１３ｄは樹脂射出シリンダ１１に連通する循環路に形成されているため、開閉バルブ１４の開放によって溶融樹脂ａを樹脂射出シリンダ１１に戻すことができる。
【００３９】
成形品bの冷却が完了すると、第１のエアシリンダ３が再び駆動してスライドユニット２が右方向に移動し、樹脂クランプスピンドル１９及び加圧成形スピンドル２６の突合せ部分に成形部１８が対向し、前述と同様に樹脂通路１３内を流通する溶融樹脂ａの一部を樹脂クランプスピンドル１９の内部に取り込んで加圧成形スピンドル２６によって成形する。
【００４０】
図５は第２の実施形態を示し、加圧成形スピンドルによって加圧した状態を示す断面図である。第１の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。本実施形態は、一対の加圧成形スピンドル２６の互いに対向する端面に成形ブロック４０を埋設し、この成形ブロック４０の互いに対向する端面に円弧状の凹部４１を形成して例えばレンズ成形用のキャビティ４２を形成したものである。さらに、樹脂クランプスピンドル１９は、溶融樹脂ａの取り込み時には一対の樹脂クランプスピンドル１９が同時に前進して端面同士が突き当たり、加圧成形スピンドル２６による加圧成形時には一方の樹脂クランプスピンドル１９が前進して溶融樹脂ａを遮断することにより、樹脂クランプスピンドル１９の端面間にバリの発生を防止することができる。
【００４１】
図６は第３の実施形態を示し、第１の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。図６（ａ）は樹脂クランプスピンドルによって溶融樹脂を取り込んだ状態を示す断面図、同図（ｂ）は加圧成形スピンドルによって加圧した状態を示す断面図である。
【００４２】
本実施形態は、一対の樹脂クランプスピンドル４４の一方に例えばレンズを成形するための円弧状のキャビティ４５及び突き出しピン２７を設け、他方に加圧成形スピンドル４６及び突き出しピン２７を設けたものである。加圧成形スピンドル４６のキャビティ４５に対向する端面は平坦面が形成されている。
【００４３】
本実施形態によれば、樹脂クランプスピンドル４４は、溶融樹脂ａの取り込み時には一対の樹脂クランプスピンドル４４が同時に前進して端面同士が突き当たり、加圧成形スピンドル４６による加圧成形時には加圧成形スピンドル４６がキャビティ４５方向に前進して溶融樹脂ａを加圧成形することにより、成形するようにしたものであり、キャビティ４６内の樹脂密度を上げることができる。
【００４４】
なお、前記実施形態においては、スライドブロック、樹脂クランプスピンドル、加圧成形スピンドル及び突き出しピンをエアシリンダによって駆動するようにしたが、例えばサーボモータで位置を検出して駆動するようにしてもよく、駆動源は限定されるものではない。
【００４５】
また、キャビティを有する加圧成形スピンドルを交換可能とすることにより、異なる形状の成形品を成形する成形システムを構成することができるため、従来の射出成形用金型に比較して大幅なコストダウンを図ることができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、樹脂通路を流通する溶融樹脂の一部を一対の樹脂クランプスピンドルによってチャッキングし、チャッキングした溶融樹脂を、キャビティを有する一対の加圧成形スピンドルによって加圧して成形し、成形された成形品を冷却部に移動して冷却するようにしたから、成形サイクルタイムを短縮でき、生産性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態を示す成形システム全体の斜視図。
【図２】同実施形態を示し、（ａ）はマニホールドブロックの側面図、（ｂ）はＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図３】同実施形態を示し、スライドブロック及びマニホールドブロックの縦断側面図。
【図４】同実施形態を示し、（ａ）は成形部の縦断側面図、（ｂ）は冷却部の縦断側面図。
【図５】この発明の第２の実施形態を示し、成形部の縦断側面図。
【図６】この発明の第３の実施形態を示し、（ａ）（ｂ）は成形部の縦断側面図。
【符号の説明】
１…成形システム
１３…樹脂通路
１６…ホットランナブロック
１７…成形ユニット
１８…成形部
１９…樹脂クランプスピンドル
２６…加圧成形スピンドル
２７…突き出しピン
３３，３４…冷却部
【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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