(57)【要約】【課題】本発明は、成形体の成形サイクル時間を増加することなく、連続してインサート成形体を得ることができる安価な射出成形装置を提供することを課題とする。【解決手段】本発明の射出成形装置は、分割型よりなる金型のキャビティ内に溶融樹脂を射出して、インサート構成品を有するインサート成形体を形成する射出成形装置において、前記インサート構成品を前記金型内へ供給する供給手段と、前記金型に一体的に固設され前記キャビティの所定のインサート位置へ前記供給されたインサート構成品を設置する設置手段とを備えることを特徴とする。【選択図】図２
2005212159.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分割型よりなる金型のキャビティ内に溶融樹脂を射出してインサート構成品を有するインサート成形体を形成する射出成形装置において、
前記インサート構成品を前記金型内へ供給する供給手段と、
前記金型に一体的に固設され前記キャビティの所定のインサート位置へ前記供給されたインサート構成品を設置する設置手段と、
を備えることを特徴とする射出成形装置。
【請求項２】
前記供給手段は前記インサート構成品を整列する整列部と、前記インサート構成品を前記金型へ圧送する圧送部と、該圧送部に供給管を介して連通する前記金型に穿設された供給路とからなる請求項１に記載の射出成形装置。
【請求項３】
前記供給管の断面は矩形である請求項２に記載の射出成形装置。
【請求項４】
前記設置手段は前記供給路と交差して前記キャビティへ開口する前記金型に穿設された送給路と、先端に前記インサート構成品を嵌挿保持する凸部を有し前記送給路内を該送給路の軸方向に進退移動するロッド部と、該ロッド部に結合し該ロッド部を駆動する駆動部とを有する請求項１又は２に記載の射出成形装置。
【請求項５】
前記設置手段は前記供給路と交差して前記キャビティへ開口する前記金型に穿設された送給路と、先端に前記インサート構成品を嵌挿保持する凸部と前記インサート構成品を圧入する下穴を形成する下穴形成部とを有し前記送給路内を該送給路の軸方向に進退移動するロッド部と、該ロッド部に結合し該ロッド部を駆動する第１の駆動部と、該第１の駆動部に結合して前記ロッド部の先端位置を調整する第２の駆動部とを有する請求項１又は２に記載の射出成形装置。
【請求項６】
前記第２の駆動部のキャビティ方向への移動を阻止する着脱自在の阻止部材を有する請求項４に記載の射出成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インサート成形体を形成する射出成形装置に関する。詳しくは、インサート構成品を金型へ自動供給し、金型に一体的に固設されている配置手段によって、インサート構成品を所定の位置へ配置してインサート成形する射出成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インサート成形方法として、金型内へインサート構成品を配置した後に、型閉めして溶融樹脂を射出しインサート成形する方法と、成形体を成形した後に、必要箇所へインサート構成品を装着してインサート成形体を得る方法とが知られている。
【０００３】
前者においては、カラーやナットなどのインサート構成品を射出成形前に金型の所定の位置に作業者が直接手でセットしたり、あるいは、ハンドリング装置などを用いてセットしていた。このため、インサート構成品を金型内で保持する保持構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかし、これらの方法では、インサート構成品をセットするための時間が必要であり、成形のサイクル時間が増加する、また、成形機を停止させなければ構成品をセットできないので連続成形ができない、さらに、ハンドリング装置などによる方法では、これらの装置が入るスペースを確保しなければならないので、型開き量を拡げる必要があり、さらにサイクル時間が延びる、あるいは、インサートする構成品の形状によっては金型内での保持が困難であったり、樹脂を射出すると樹脂が回り込むためにインサートできない、などといった問題があった。
【０００５】
また、作業者に代わって、ロボットを使用してインサート構成品を自動供給する方法も行われていたが、このロボットを用いる方法においても作業者がロボットに置き換わっただけで上記の問題を解決することは出来なかった。
【０００６】
後者においては、成形体を射出成形した後に別の後加工機を用いてインサート構成品を所定のインサート位置に圧入する方法が行われている。例えば、冷間圧入、超音波圧入、高周波誘導加熱圧入などである。
【０００７】
しかし、これらの後加工機を用いるインサート成形体の成形方法では、後加工機の設備費が嵩むと同時に作業工数も増大するため、コストアップとなり望ましくない。
【特許文献１】特開２００３−５３７８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたもので、成形体の成形サイクル時間を増加することなく、連続してインサート成形体を得ることができる安価な射出成形装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の射出成形装置は、分割型よりなる金型のキャビティ内に溶融樹脂を射出して、インサート構成品を有するインサート成形体を形成する射出成形装置において、前記インサート構成品を前記金型内へ供給する供給手段と、前記金型に一体的に固設され前記キャビティの所定のインサート位置へ前記供給されたインサート構成品を設置する設置手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
この様な構成により、成形品の成形サイクル時間を増加させることなく連続してインサート成形体を得ることができる。
【００１１】
また、本発明の射出成形装置においては、前記供給手段は前記インサート構成品を整列する整列部と、前記インサート構成品を前記金型へ圧送する圧送部と該圧送部に供給管を介して連通する前記金型に穿設された供給路とからなることが望ましい。この様なインサート構成品の供給手段によれば、インサート構成品を自動的に金型内へ供給することができる。
【００１２】
ここで、圧送部と金型に穿設された供給路とを連通する供給管は、その断面が矩形であることが好ましい。断面が矩形の圧送ホース４を用いることで、インサート構成品をその軸線がインサート方向に平行となる姿勢で金型内へ供給することができる。
【００１３】
さらに、本発明の射出成形装置においては、前記設置手段は前記供給路と交差して前記キャビティへ開口する前記金型に穿設された送給路と、先端に前記インサート構成品を嵌挿保持する凸部を有し前記送給路内を該送給路の軸方向に進退移動するロッド部と、該ロッド部に結合し該ロッド部を駆動する駆動部とを有することが好ましい。
【００１４】
この様なインサート構成品の設置手段によれば、金型内へ供給された、例えば、カラーのような中空のインサート構成品をロッド部先端の凸部に嵌挿して所定のインサート位置へ設置し、そのまま射出成形することができるので、インサート構成部品を保持する金型内の保持機構を必要とせず、また、成形品の成形サイクル時間を増加させることなく連続してインサート成形体を得ることができる。
【００１５】
また、本発明の射出成形装置においては、前記設置手段は、前記供給路と交差して前記キャビティへ開口する前記金型に穿設された送給路と、先端に前記インサート構成品を嵌挿保持する凸部と前記インサート構成品を圧入する下穴を形成する下穴形成部とを有し前記送給路内を該送給路の軸方向に進退移動するロッド部と、該ロッド部に結合し該ロッド部を駆動する第１の駆動部と、該第１の駆動部に結合して前記ロッド部の先端位置を調整する第２の駆動部とを有することが望ましい。
【００１６】
ロッド部の先端に下穴形成部を有することにより、射出成形中にインサート構成品を圧入する下穴を形成し、しかる後に、インサート構成品をこの下穴へ圧入することができる。また、第１の駆動部に結合された第２の駆動部によってロッド部先端の位置を調整することができるので、インサート構成品を下穴の所定の位置へ圧入することができる。
【００１７】
さらに、下穴を形成してからインサート構成品を圧入する前記の態様では、第２の駆動部のキャビティ方向への移動を阻止する着脱自在の阻止部材を有することが好ましい。第２の駆動部のキャビティ方向への移動を阻止することで、インサート構成品を下穴の所定の位置へさらに精度よく圧入することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の射出成形装置によれば、金型の型閉じ時間内にインサート構成品を必要箇所へ設置することができるので、成形品の成形サイクル時間を増加させることなく連続してインサート成形体を得ることができ、従来技術になる射出成形装置に比べてサイクル時間を大幅に短縮することができる。
【００１９】
また、ロボットやハンドリング装置、あるいはインサート構成品を保持する金型毎の保持手段を必要としないので、これらに要する設備費用や工数を削減できる。
【００２０】
特に、射出成形後にインサート構成品を設置する場合には、従来のような後加工機を必要としないので設備費用を大幅に削減することができ、さらに生産のリードタイムの短縮や成形品（一次加工品）の在庫確保が不要となるなど、生産性の向上に大きく寄与することができる。また、この場合には、樹脂が完全に固化する前にインサート構成品を圧入することができるため、インサート成形体の品質向上にも効果を奏する。
【実施例】
【００２１】
本発明の射出成形装置の形態を以下の実施例に基づき、図を参照しながら説明する。
［実施例１］
【００２２】
本実施例は、インサート成形体のインサート部に貫通穴を有し、カラーなどの中空のインサート構成品を有する成形体を射出成形する射出成形装置であり、溶融樹脂を射出する前にインサート構成品をキャビティの所定の位置に設置することのできる射出成形装置である。
【００２３】
図１は、本発明の射出成形装置１の全体構成を示す概略側面図である。
【００２４】
本発明の射出成形装置１は、分割型の金型２、２と、インサート構成品を金型２へ供給する供給手段３と、インサート構成品をキャビティ１２の所定のインサート位置１３へ設置する設置手段４（図２）とを備えている。
【００２５】
供給手段３は、インサート構成品を整列する整列部６と、整列したインサート構成品を金型へ圧送する圧送部５と、金型２に穿設された供給路８（図２）とからなっている。圧送部５と供給路８とは圧送ホース４で連通しており、圧送部５の空気圧でインサート構成品Ｐを金型２の内部へ圧送供給することができる。ここで、整列部としては、パーツフィーダを例示することができる。
【００２６】
また、圧送ホース４はその断面が矩形であることが望ましい。断面が矩形の圧送ホース４を用いることで、インサート構成品の軸線がインサート方向に平行となる姿勢でインサート構成品を金型内へ供給することができる。
【００２７】
設置手段４は、先端にインサート構成品Ｐを嵌挿する凸部７を形成し、供給路８と交差してキャビティ１２へ延伸する送給路９内を軸方向に進退可能に相対移動するロッド部１０と、ロッド部１０を進退駆動する駆動部１１とからなる。駆動部１１はエア、もしくは油圧のシリンダとすることができ、金型２に固定されている。
【００２８】
次に、以上の構成からなる射出成形機の動作について説明する。
【００２９】
まず、パーツフィーダなどの整列部６にインサート構成品Ｐを多数入れておき、整列部６を起動させることで、インサート構成品Ｐを整列させ、圧送部５へ順次送り込む。圧送部５を介して圧送用ホース４へ供給されたインサート構成品Ｐは、圧送部５の空気圧により金型２内の供給路８へ圧送される。
【００３０】
図３は、インサート成形体の成形の１サイクルを（ａ）〜（ｄ）の各工程に分けて図示したものである。（ａ）は準備工程、（ｂ）は送給工程、（ｃ）は射出成形工程、（ｄ）はインサート成形体取り出し工程である。
【００３１】
（ａ）の準備工程では、ロッド部１０の先端に固着された凸部（以後、位置決めピンという。）７を金型２の当接面２’から突出した状態にしておく。この状態で圧送部５からインサート構成品Ｐを供給する。インサート構成品Ｐは、圧送用ホース４を通って供給路８まで供給され、その軸線をロッド部１０の軸方向と平行となる姿勢でロッド部１０の上に当接して載置される。なお、インサート構成品Ｐの供給は、位置決めピン７を金型２の当接面２’から突出させた状態の時ならばいつでもよく、例えば、後述する射出成形工程中でもよい。
【００３２】
次に、（ｂ）の送給工程では、インサート構成品Ｐをキャビティ１２の所定の位置１３に設置する。まず、金型２、２を閉じると同時にロッド部１０を駆動部１１側へ後退させ、ロッド部１０にの上に当接載置されていたインサート構成品Ｐを送給路９内へ落入させる。次いで、ロッド部１０を前進させて、落入したインサート構成品Ｐを位置決めピン７に嵌挿して、駆動部１１によってロッド部１０とともに送給路９内を前進させ、キャビティ１２の所定のインサート位置１３に設置する。この時、インサート構成品Ｐと型閉じされた金型２、２および位置決めピン７との隙間から成形材料が漏出しないようにインサート構成品Ｐに押圧力を付与して保持することが望ましい。材料の漏出を防止するため、インサート位置における金型２、２、位置決めピン７およびインサート構成品Ｐは、例えば、図４のに示すような構成とすることが好ましい。
【００３３】
図４は、インサート構成品Ｐを所定のインサート位置１３に設置した様子を示す断面模式図である。位置決めピン７の先端１５は、先端１５に対向して金型２に形成されている凹部１５’と嵌合することにより、金型２、２とインサート構成品Ｐとでキャビティ１２を形成する。この状態でロッド部１０に押圧力Ｆを加えることにより成形材料の漏出を防止することができる。
【００３４】
インサート構成品を図４のように所定のインサート位置に設置後、（ｃ）の射出工程でキャビティ内へ溶融樹脂を射出してインサート成形体を形成する。
【００３５】
（ｄ）はインサート成形体取り出し工程であり、射出成形後、金型２、２を開放して、成形された所定の位置にインサート構成品を有するインサート成形体を取り出す。なお、型開きと同時もしくはその前後に、位置決めピン７を駆動部１１を介して後退させる。
【００３６】
この様にして、インサート成形体の成形の１サイクルが終了するわけであるが、（ｃ）の射出成形工程で、次のインサート構成品Ｐ’を供給路８内へ供給しておくことができる。この様に射出成形終了前までに次のインサート構成品Ｐ’を供給しておけば、（ｄ）の取り出し工程で、位置決めピン７を後退させた直後に次のインサート構成品Ｐ’を位置決めピン７に嵌挿することができるので、さらに成形のサイクル時間を短縮することができる。
【００３７】
本実施例では１個のインサート構成品を有するインサート成形体で説明したが、本発明の射出成形装置は、複数のインサート構成品を有する成形体を形成することが可能であることは云うまでもない。
【００３８】
複数のインサート構成品を設置する場合には、個々のインサート構成品に対応してロッド部と駆動部とを設けてもよいが、複数本のロッド部を同一の駆動部（例えばエアシリンダ）で駆動するようにしてもよい。その一例を図５に示す。
【００３９】
図５は、２個のインサート構成品を同時に設置する設置手段を示す。インサート構成品Ｐ１を送給するロッド部１０ａと、インサート構成品Ｐ２を送給するロッド部１０ｂとを、連結部材１４を介して駆動部１１に固定する。駆動部１１を駆動することにより、インサート構成品Ｐ１とＰ２とをキャビティ内のそれぞれの所定の位置に同時に設置することができる。
【００４０】
なお、インサート構成品Ｐ１とＰ２との長さが異なる場合には、金型面２’からの突出長さがそれぞれ異なるので、キャビティの各インサート位置に、各ロッド部に対向してインサート構成品を押圧する支持部材１６を設けることが好ましい。例えば、この支持部材をバネ１７で押圧することにより、支持部材１６、１６と位置決めピント７、７とでインサート構成品Ｐ１、Ｐ２を挟持して成形材料の漏出を防止することができる。
【００４１】
また、長さなどの形状の異なるインサート構成品は、供給手段の整列部に続く圧送部に形状による振り分け機構を設けることで、各々所定の圧送ホースに振り分けて圧送することができる。圧送して供給されるインサート構成品は、圧送ホースで供給でき金型内で位置決めが可能なものであれば、特に限定されることはない。本実施例ではインサート構成品としてカラーを例示して説明したが、ナットやボルト、あるいはその他の円柱形状の部品などでも好適に用いることができる。
［実施例２］
【００４２】
実施例２は、インサート成形品のインサート部に貫通穴を有しないインサート成形体を形成する射出成形装置である。従来は、成形品を射出成形して形成されたインサート部に、後工程で高周波誘導加熱機などにより再加熱しながらインサート構成品を圧入していたものである。
【００４３】
本実施例も実施例１と同様に、インサート構成品を金型内へ供給する供給手段と、金型に一体的に固設されたインサート構成品の設置手段とを備えている。ここで、インサート構成品の供給手段は実質的に実施例１と同様であるので説明を省略する。
【００４４】
図６は、本実施例の設置手段を説明する金型２、２の断面模式図である。
【００４５】
２２はロッド部であり、その先端にはインサート構成品Ｐの下穴を形成する下穴形成部２１とインサート構成品Ｐを嵌挿する凸部７とが形成されている。２３はロッド部２２を送給路９内で進退する第１の駆動部２３（以下、シリンダＡという）であり、ロッド部２２の軸線に平行に設けられた摺接部材２４に進退自在に設置されている。２５はシリンダＡ２３をインサート構成品Ｐの長さ分だけ後退させる第２の駆動部２５（以下、シリンダＢという）であって、シリンダＡ２３に背向して接合され摺接部材２４に進退自在に設置されれている。なお、シリンダＢ２５のロッド２６の先端は金型２に固定しされている。本実施例において、シリンダＡとシリンダＢは、エア、または油圧のシリンダとすることができる。
【００４６】
次に、以上の構成からなる本実施例の射出成形機の動作について説明する。
【００４７】
まず、実施例１と同様に、パーツフィーダなど整列部６にインサート構成品Ｐを多数入れて、インサート構成品Ｐを金型２内の供給路８へ圧送する。
【００４８】
図７は、インサート成形体の成形工程を（ａ）〜（ｃ）の各工程に分けて図示したものである。（ａ）は射出成形工程、（ｂ）は下穴形成工程、（ｃ）はインサート構成品圧入工程である。
【００４９】
最初に、金型２、２を閉じ、ロッド部２２の先端を第１前進点ａまで前進させて下穴形成部２１を金型の当接面２’からキャビティ１２側へ突出させておく。この時、シリンダＡはロッド部２２を前進させた「出」の状態であり、シリンダＢはロッド２６を金型の固定点に向けて伸長し、シリンダＡをキャビティ側へ前進させた「出」の状態である。また、インサート構成品Ｐは供給路８内に供給されロッド部２３上に当接載置されている。
【００５０】
上記の状態を保持して（ａ）の射出成形工程でキャビティ１２へ溶融樹脂を射出して成形体を形成する。同時に、インサート成形体のインサート部Ｃが形成される。
【００５１】
次に、（ｂ）の下穴形成工程で、ロッド部２２を後退させるとインサート部Ｃは構成品を圧入する空間となる。この時、シリンダＡはロッド部２２を後退させる「戻り」の状態であり、シリンダＢはシリンダＡを後退させる「戻り」の状態である。この状態では、ロッド部２２が後退するとともに、供給路８内に供給されているインサート構成品Ｐが送給路９内へ落入する。
【００５２】
続いて、（ｃ）の圧入工程では、送給路９内へ落入したインサート構成品Ｐをロッド部２２の先端に形成された凸部７に嵌挿させ、ロッド部２２を前進させて、インサート構成品Ｐを（ｂ）で形成されたインサート部Ｃの空間（下穴）へ圧入する。この時、シリンダＡはロッド部２２の先端を第２前進点ｂまで前進させた「出」の状態であるが、シリンダＢは「戻り」の状態である。すなわちシリンダＢのロッド２６の伸縮長さはインサート構成品Ｐの長さに相当する。ここで、シリンダＢのロッド２６の伸縮長さの精度がインサート構成品の長さの精度より劣る場合には、シリンダＢの前方にシリンダＢの前進を阻止する破線で示すような着脱可能な阻止部材２７を設けることが望ましい。この場合には、シリンダＢを「出」の状態として阻止部材２７に当接させることにより、インサート構成品を所定のインサート位置へ高精度で圧入することができる。
【００５３】
インサート構成品Ｐのインサート部Ｃへの圧入が完了したら、金型２、２を開放してインサート成形体を取り出し、成形は終了する。金型２、２の開放と同時にシリンダＡおよびシリンダＢを「戻り」状態とし、阻止部材２７をシリンダＢから離脱させる。続いて両シリンダを「出」の状態として（ａ）の射出成形工程とする。
【００５４】
このようにして射出成形後の成形体にインサート構成品を圧入して、インサート成形体を得ることができる。
【００５５】
なお、本実施例では、一組のシリンダで１個のインサート構成品を圧入することとしたが、実施例１と同様に一組のシリンダで複数個のインサート構成品を圧入することもできる。
【００５６】
また、シリンダＡとシリンダＢとの配置は、互いに背向した直列状の配列でなくても、並列状に結合して配置してもよい。並列状に配置することで、スペースを有効に活用して簡素な設備とすることができる。
【００５７】
本発明の射出成形装置は、以上の実施例に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で変更することができる。
【００５８】
例えば、インサート構成品の供給手段は金型の固定型、可動型のいずれに設けてもよい。上記の実施例では、駆動部であるシリンダを金型の内部に設けることとしたが、少なくともロッド部２２の先端部分が金型内に臨んでおり、金型内でインサート構成品を嵌挿して送給することができれば、駆動部は金型の外側部に設けてもよい。
【００５９】
なお、本実施例では、横型の射出成形装置について説明したが、本発明は縦型の射出成形装置についても同様に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明の射出成形装置は、インサート構成品を自動的に金型内へ供給できるとともに、連続的にインサート成形体を形成することができる。従って、本発明の射出成形装置は、カラー、ナット、あるいは、ボルトなどの多数のインサート構成品を有する自動車のインテークマニホールド、インストルメントパネル、内装部材などのインサート成形体の形成に好適に用いることができる。本発明の射出成形装置は、インサート成形体の生産性の向上と品質の向上に寄与すること大である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の射出成形装置の全体構成を示す側面概略図である。
【図２】実施例１の金型内の構成を示す断面模式図である。
【図３】実施例１の射出成形機の動作を各工程に分けて図示した説明図である。（ａ）は準備工程、（ｂ）は送給工程、（ｃ）は射出成形工程、（ｄ）はインサート成形体取り出し工程である。
【図４】実施例１でインサート構成品をキャビティ内の所定の位置へ設置した状態を示す断面模式図である。
【図５】実施例１で複数個のインサート構成品を設置する設置手段の一例を示す概念図である。
【図６】実施例２の金型内の構成を示す断面模式図である。
【図７】実施例２の射出成形機の動作を各工程に分けて図示した説明図である。（ａ）は射出成形工程、（ｂ）は下穴形成工程、（ｃ）は圧入工程である。
【符号の説明】
【００６２】
１：射出成形装置  ２：金型  ３：供給手段  ４：設置手段  ５：圧送部  ６：整列部  ８：供給路  ９：送給路  １０、２２：ロッド部  １１：駆動部  １２：キャビティ  ２１：下穴成形部  ２３：シリンダＡ  ２４：摺接部材  ２５：シリンダＢ  ２７：阻止部材  Ｃ：インサート部  Ｐ：インサート構成品
ａ：第１前進点  ｂ：第２前進点
【図１】
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【図２】
2005212159.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005212159.tif 000006
【図５】
2005212159.tif 000007
【図６】
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【図７】
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