(57)【要約】【課題】キャビティ配置の効率化と、スプルーからの距離に無関係に、キャビティへの材料充填が均等、迅速、正確に行え、加硫時間を短くする射出移送成形装置と同成形方法の提供。【解決手段】本装置は、射出ポット３２を、押え金３３に形成したスプルー３４に接続し、押え金３３は多数のキャビティ３５を配置の製品型３８の凹所３９と滑合して注入ポット４０を形成、ポット４０とキャビティ３５間を各ゲート４１で連結した。本方法は、本装置による射出成形時、製品型３８の型締め力小、注入ポット３９容積を可及的小の状態で、材料Ｗをポット４０内に製品型３８を上昇させて送込み、完了時に製品型３８の移動を停止。次で製品型３３で加圧、材料Ｗを各ゲート４１よりキャビテイ３５内へ移送充填し、課題を達成する。【選択図】          図２
2005014450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属ケースに、射出ノズルを設けた射出ポットと該ポット内へ可塑化状態にある流動性材料を側方から供給する投入口とを形成し、前記射出ポット内に摺動可能にプランジャを配設するとともに、前記射出ポット先端並びに前記射出ノズル及び前記プランジャ先端に断面テーパ状部分を形成せしめ、且つ前記プランジャの先端を、流動性材料の射出時、ほぼ前記射出ポット先端を満たす如き形状とした射出機において、前記射出ノズルを押え金に形成したスプルーに接続し、且つ多数の任意配置のキャビティを形成した型締め機構付製品型における上型と前記押え金との間に容積変化する注入ポットを形成せしめるとともに、該注入ポットと前記キャビティ間を各々ゲートにより連結せしめたことを特徴とする射出移送成形装置。
【請求項２】
金属ケースに、射出ノズルを設けた射出ポットと該ポット内へ可塑化状態にある流動性材料を側方から供給する投入口とを形成し、前記射出ポット内に摺動可能にプランジャを配設するとともに、前記射出ポット先端並びに前記射出ノズル及び前記プランジャ先端に断面テーパ状部分を形成せしめ、且つ前記プランジャの先端を、流動性材料の射出時、ほぼ前記射出ポット先端を満たす如き形状とした射出機において、前記射出ノズルを押え金に形成したスプルーに接続し、且つ多数の任意配置のキャビティを形成した型締め機構付製品型における上型と前記押え金との間に容積変化する注入ポットを形成するとともに、該注入ポットと前記キャビティ間を各々ゲートにより連結せしめた射出移送成形装置を用い、先ず射出成形時における前記型締め機構の型締め力を、専ら前記射出ポットから注入ポットヘの射出充填による注入ポット内にかかる流動性材料の充満圧力によって注入ポット容積が拡大する程度まで低く設定し、且つ前記注入ポットを前記キャビティの全容積以下で可及的に存在空気量を少なくした状態としておき、この状態で流動性材料を前記射出ポットから前記注入ポット内に射出充填して、その時の流動性材料の充満圧力により製品型を開き方向へ移動させ、注入ポット容積を拡大しつつ必要量を充填し、この充填が完了して製品型の移動が停止した後、前記型締め機構により型締めを行い、該型締め力によって注入ポットを加圧して前記流動性材料を各ゲートを介してキャビテイ内へ移送充填せしめることを特徴とする射出移送成形方法。
【請求項３】
前記ゲートをキャビテイへ向かい尖鋭に形成したことを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４の射出移送成形装置又は射出移送成形方法。
【請求項４】
前記スプルー及び／又はゲートに分流子を存在せしめたことを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４又は請求項５の射出移送成形装置又は射出移送成形方法。
【請求項５】
前記上型に設置するゲートを、前記押し金のスプルーを中心とする円周上で、且つスプルーと等間隔に配置したことを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４又は請求項５又は請求項６の射出移送成形装置又は射出移送成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、殊にゴムの射出成形に適した射出移送成形装置及び射出移送成形方法に関し、さらに詳細には、本出願の発明者の発明になる特願２００１−２３７１４８及び同２００２−３４１８９９の発明を基礎とする射出移送成形装置及び射出移送成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
前記ゴムの射出成形装置としては、例えば図１４に示すようなものがある。これは一般にインジェクション成形装置と呼ばれているもので、金属ケース１内に、スクリュー２を備え可塑化計量機能をもつ押出機３と、該押出機３に逆止弁４をもつ通路５により連結した射出ポット６と、該射出ポット６内にて摺動するプランジヤ７とを設け、前記ポット６先端の射出通路となる部分（以下射出ポット先端部分という）８と、該射出ポット先端部分８の先端に装着した射出ノズル９とから構成され、前記金属ケース１の下端付近を金型１０の上ダイプレート１１に支持したものである。尚１２は、前記上ダイプレート１１とダイバー１３により連結された下ダイプレートであり、１４は断熱盤、１５は熱盤を兼ねた下型を示す。
【０００３】
そして、上記射出成形装置では、まず、原料ゴムを図１４の矢印のように押出機３に投入して、スクリュー２により図１４の左へ送りつつ可塑化し、このような可塑化ゴムを計量しつつ、逆止弁４を経て通路５により射出ポット６内へ送入し、プランジャ７を可塑化ゴムの投入圧力により上昇せしめる。次にプランジャ７を押下させて、射出ポット６内の可塑化ゴムを射出ポット先端部分８、射出ノズル９を経て前記金型１０内に送入し、スプルー１６、ランナー１７、ゲート１８を経て金型１０内のキャビティ１９、２０に圧入し、加硫するのである。
【０００４】
しかし、上記のようなスプルー１６とゲート１８間に固定容積型のランナー１７を用いたものでは、キャビテイ１８、１９を多数設置した場合、各キャビテイへのランナーの長さの違い、ランナーの形状の差またはランナーに分岐がある場合等に可塑化ゴムの充填速度が異なり、キャビテイによっては充填過多でバリが生じたり、或いは充填不足で欠陥品が生ずる恐れがある。
【０００５】
また上記のような場合は、キャビティ毎に充填後のゴム温度（射出せん断発熱）が異なるので、これが高いキャビティではスコーチ（部分的な材料焼け）しやすくなり、充填後のゴム温度が低いキャビテイでは加硫時間（熱硬化反応時間）が長く必要となり、結果的に当該金型で射出成形されるゴム製品の加硫時間が長くなり、生産性を著しく阻害する。
【０００６】
更に、キャビテイ１８、１９を例えば矩形金型内に多数設置しようとする場合、キャビティによってはランナー１７の長さが長くなるので、特に難流動性の可塑化ゴムの場合にはランナーの太さを太くする必要があるが、このため結果的にランナースクラップ量が増加し、仕損費が高くなり、スクラップの増加は地球環境にも悪影響を及ぼすことになる。
【０００７】
上記を考慮して、図１１に示すように矩形金型２１内にキャビテイ２２、２３を金型２１の中心から放射状に、且つ同心円状に配置し、中心のスプルーから図示しないランナーによって等距離且つ等角度の放射状にゲート２３を介して接続する考えがある。また、図１３に示す特開平１０−１００２０２号公報記載技術のように、矩形金型２４内に添って同型に配置したキャビティ２５に対し中心のスプルー２６からランナー２７で接続する場合に、すべてのランナーの長さが同一となるようスプルー２６からの直線距離の短いキャビティ２５ａについてはランナー２７に紆曲部２７ａを設ける考えもある。
【０００８】
しかし前者は、矩形金型２１内におけるキャビテイ２２、２３の配置数が少なく、スペース上の生産性が著しく悪いと言う問題がある。また、後者のランナー２７も放射状でさらに紆曲部２７ａを形成するので、矩形金型内へのキャビティ２５の配置数は少なく、金型内スペース上の生産性が著しく悪く。結果的に前者後者双方とも多数個取りできず、当該金型での生産性が悪いという問題がある。
【０００９】
また前記図１４に示す従来装置では、射出ポット６から射出する際に射出ノズル９において局部発熱を生ずるために、可塑化ゴムの温度が著しく不均一となりやすく、このような不均一な温度分布下で型締めして移送充填成形を行っても、各金型１０への注入バランスが悪く、また前記スコーチも発生しやすく、実用的でない。
【００１０】
この点、前記特願に係る発明による射出成形機構造であれば、前記射出ノズルにおける局部発熱がなく、均一な温度で射出せん断発熱させることができ、上記の不具合の発生がないのである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
よって、本発明の解決しようとする課題は、金型内へのキャビティの配置を効率的に行うことができ、スプルーからの距離の如何にかかわらず、キャビティへの充填が均等、迅速且つ正確に行え、更にゴムの加硫時間を短くし得る射出移送成形装置と射出移送成形方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための本発明射出移送成形装置及び射出移送成形方法は、金属ケースに、射出ノズルを設けた射出ポットと該ポット内へ可塑化状態にある流動性材料を側方から供給する投入口とを形成し、前記射出ポット内に摺動可能にプランジャを配設するとともに、前記射出ポット先端並びに前記射出ノズル及び前記プランジャ先端に断面テーパ状部分を形成せしめ、且つ前記プランジャの先端を、流動性材料の射出時、ほぼ前記射出ポット先端を満たす如き形状とした射出機において、前記射出ノズルを押え金に形成したスプルーに接続し、且つ多数の任意配置のキャビティを形成した型締め機構付製品型における上型と前記押え金との間に容積変化する注入ポットを形成せしめるとともに、該注入ポットと前記キャビティ間を各々ゲートにより連結せしめたことを特徴とする射出移送成形装置に関する発明と、金属ケースに、射出ノズルを設けた射出ポットと該ポット内へ可塑化状態にある流動性材料を側方から供給する投入口とを形成し、前記射出ポット内に摺動可能にプランジャを配設するとともに、前記射出ポット先端並びに前記射出ノズル及び前記プランジャ先端に断面テーパ状部分を形成せしめ、且つ前記プランジャの先端を、流動性材料の射出時、ほぼ前記射出ポット先端を満たす如き形状とした射出機において、前記射出ノズルを押え金に形成したスプルーに接続し、且つ多数の任意配置のキャビティを形成した型締め機構付製品型における上型と前記押え金との間に容積変化する注入ポットを形成するとともに、該注入ポットと前記キャビティ間を各々ゲートにより連結せしめた射出移送成形装置を用い、先ず射出成形時における前記型締め機構の型締め力を、専ら前記射出ポットから注入ポットヘの射出充填による注入ポット内にかかる流動性材料の充満圧力によって注入ポット容積が拡大する程度まで低く設定し、且つ前記注入ポットを前記キャビティの全容積以下で可及的に存在空気量を少なくした状態としておき、この状態で流動性材料を前記射出ポットから前記注入ポット内に射出充填して、その時の流動性材料の充満圧力により製品型を開き方向へ移動させ、注入ポット容積を拡大しつつ必要量を充填し、この充填が完了して製品型の移動が停止した後、前記型締め機構により型締めを行い、該型締め力によって注入ポットを加圧して前記流動性材料を各ゲートを介してキャビテイ内へ移送充填せしめることを特徴とする射出移送成形方法に関する発明とからなる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施の形態を、図１乃至図１０により説明すると、本発明の射出移送成形装置は、プランジャ３１を内装した射出ポット３２先端の射出ノズル４３を、押え金３３に形成したスプルー３４に接続し、且つ多数の任意配置のキャビティ３５を形成した型締め機構付製品型３８における上型３６と前記押え金３３との間に容積変化する注入ポット４０を形成せしめるとともに、該注入ポット４０と前記キャビティ３５間を各々ゲート４１により連結せしめたものである。
【００１４】
また本発明の射出移送成形方法は、前記射出移送成形装置を用いて、先ず射出成形時における前記型締め機構の型締め力を、専ら前記射出ポット３２から注入ポット４０ヘの射出充填による注入ポット４０内にかかる流動性材料の充満圧力によって、注入ポット４０容積が拡大する程度（即ちこのとき、型開力＝注入ポット４０内のゴム充満圧力  ×  注入ポット投影面積）まで低く設定し、且つ前記注入ポット４０を前記キャビティ３５の全容積以下で可及的に存在空気量を少なくした状態としておき、この状態で流動性材料を前記射出ポット３２から前記注入ポット４０内に射出充填して、その時の流動性材料の充満圧力により製品型３８を開き方向へ移動させ、注入ポット４０容積を拡大しつつ必要量を充填し、この充填が完了して製品型３８の移動が停止した後、前記型締め機構により型締めを行い、該型締め力によって注入ポット４０を加圧して前記流動性材料を各ゲート４１を介してキャビテイ３５内へ移送充填せしめるものである。
【００１５】
図１乃至図１０に示す実施例について更に詳細に説明すると、前記プランジヤ３１は、その先端がテーパ状３１ａをなしており、またその基端にはピストン３１ｂが形成されて、上方に設けたシリンダ４２内で油圧等を受けるよう構成されている。
【００１６】
前記射出ポット３２は、その先端において射出ノズル４３にかけて、前記プランジャ３１の先端と合致するテーパ状をなしており、その側部には材料押出し機４４を連結して、該押出し機４４によってゴム等の流動材料を射出ポット３２内へ圧入するように構成されている。
【００１７】
前記押え金３３は、この例では上型３６の上面に形成した凹所３９に滑合するが、その中心には、スプルー３４が貫通して開けられており、図の例では下に拡大する穴となっている。製品型３８は凹所３９により押え金３３と滑合して上下に移動するが、製品型３８の型締めによる移送成形制御は、例えば図９のように、キャビティ３５の下方に設けた押圧力感知部４８と接続した圧力センサ４５によりキャビティ３５内圧力を感知して行われる。なお、上記の如く押え金３３を上型３６の上面に形成した凹所３９に滑合して注入ポット４０を構成するほか、図１０に示すように、押え金３３の下面に凹所４９を形成し、ここに前記上型３６上面を嵌入するようにして注入ポット４０を形成してもよい。
【００１８】
前記キャビティ３５は、上型３６と下型３７（図示しない中型がある場合は、上型３６、中型及び下型３７）にかけて形成されており、その配置は図１に示すように、金型３８内に縦横に整然と配置され、これらのキャビティ３５の各々に対して前記注入ポット４０からゲート４１が貫通している。なおこのゲート４１は、図示の例では下方に尖鋭な穴としている。
【００１９】
図１０は、流動材料Ｗがキャビティ３５内に充填された状態で、前記スプルー３４、ゲート４１内に流動材料Ｗが残留しないように、上記状態において前記スプルー３４、ゲート４１内に完全に挿入される分流子４６、４７を示したものである。上記分流子４６、４７は、この例ではそれぞれ上型３６、押え金３３に形成されているが、必要に応じて上型３６、押え金３３の一方でもよい。
【００２０】
本発明者の研究によれば、上記射出移送成形においても、前記スプルー３４と各ゲート４１までの距離を等距離とすることが考えられ、例えば図１１に示すように、上型に設置するゲートを押え金のスプルーを中心とする円周上で、且つ等間隔に配置することにより、注入ポットを従来のランナー的流路としての働きをさせることができる。
【００２１】
この場合、注入ポットの容積は製品キャビティの全容量分は必要でなく、流動性材料を射出ポット３２から製品キャビテイへの射出充填に必要な隙間分開けておき、射出ポット内の計量した流動性材料を射出完了と同時に、ランナー的流路としての注入ポット４０内の残留ゴム分を型締めによって製品キャビテイに移送充填成形することで、小さめの容量の注入ポットでもキャビテイごとに均等な充填が可能となり、さらに注入ポット４０内のスクラップとなる残留ゴム量をランナーを用いたものに比して半減でき、特に図１１のように金型２１内にキャビテイ２２、２３を金型２１の中心である押え金３３のスプールから放射状に、且つ同心円状に、さらに等間隔に配置し、ゲート２３を介して３個づつまとめて接続するようにすれば、金型スペース上の生産性の減少も少なく、注入ポットが薄型のシンプルな射出移送成形装置が可能となる。
【００２２】
上記のように構成した本発明射出移送成形装置によりゴム製品の成形を行うときは、まず製品型３８の型締め力を低くした状態で、図２に示すように、材料押出し機４４により射出ポット３２内に流動性材料Ｗを必要量計量し、射出ポット先端ノズル４３を押え金のスプルー３４にノズルタッチさせ、図示しないノズルタッチシリンダによりノズルタッチ圧力をかけ、射出ポット３２から注入ポット４０に高速高圧射出充填する。
【００２３】
射出ポット３２から注入ポット４０への射出充填時にやってはいけない充填方法を図８に示すと、先ず注入ポット４０を、図８のようにキャビテイ３５の合計容量に等しくしておき、ここに流動材料Ｗを送入すると、射出された流動材料（ゴム材料）は同図のようにスパゲテイ状Ｗ’になり注入ポット４０内空気を大量に巻き込んで製品に大量の気泡を含んだ製品となってしまう。
【００２４】
そこで、注入ポット４０を前記キャビティ３５の全容積以下で可及的に存在空気量を少なくした状態（例えば２０ミリメートル程度のすき間とする等）とし、この状態から流動材料Ｗを前記ポット４０内に高速高圧射出充填すると、図２に示すように流動性材料はスパゲテイ状になることなく、空気の混入のない塊状の充填形態で充填され、最初に設定した容積の注入ポットが充満すると、その充満ゴム圧力による型開力（ゴム充満圧力  ×  注入ポットの投影面積）が低圧に設定しておいた製品型型締め力より高くなった時点で、製品型３８は開き方向に下降し、注入ポット４０には射出ポット３２に計量しておいた流動性材料Ｗの必要分すべてが、空気の混入なしに充填される（図３）。
【００２５】
次に、図４のように図示しない型締め機構により製品型３８を矢印のように移動させて型締めを行い、注入ポット４０内に充填させておいた流動性材料Ｗをゲート４１を介しキャビティ３５内に移送成形を行い、このとき例えば図９のようにキャビテイ３５に設けた押圧感知子４８が圧力変化を捉えて圧力センサ４５を経て矢印の如き型締めを停止し、移送充填を完了するようにすれば、余分なゴムをキャビテイ３５に送り込むこともなく、製品仕上げの不要なバリのない理想的な成形が可能となる（図４）。
【００２６】
キャビティ３５への移送充填成形が完了すると、この状態のまま加硫（熱硬化）に入り、この加硫中に材料押出し機４４により射出ポット３２に必要量の可塑化計量をしておき（図５）、加硫が完了したとき図示しない型締め機構により製品型３８を大きく降下させて、上型３６と下型３７間を開き（図６）、製品Ｍを取り出し、その後押え金３３と上型３６間を図示しないサイドシリンダ等で開き、注入ポット４０内の残ゴムを取り除き一連の作業は完了する。
【００２７】
【発明の効果】
本発明射出移送成形装置では、金属ケースに、射出ノズルを設けた射出ポットと該ポット内へ可塑化状態にある流動性材料を側方から供給する投入口とを形成し、前記射出ポット内に摺動可能にプランジャを配設するとともに、前記射出ポット先端並びに前記射出ノズル及び前記プランジャ先端に断面テーパ状部分を形成せしめ、且つ前記プランジャの先端を、流動性材料の射出時、ほぼ前記射出ポット先端を満たす如き形状とした射出機において、前記射出ノズルを押え金に形成したスプルーに接続し、且つ多数の任意配置のキャビティを形成した型締め機構付製品型における上型と前記押え金との間に容積変化する注入ポットを形成せしめるとともに、該注入ポットと前記キャビティ間を各々ゲートにより連結せしめ、また、本発明射出移送成形方法では、金属ケースに、射出ノズルを設けた射出ポットと該ポット内へ可塑化状態にある流動性材料を側方から供給する投入口とを形成し、前記射出ポット内に摺動可能にプランジャを配設するとともに、前記射出ポット先端並びに前記射出ノズル及び前記プランジャ先端に断面テーパ状部分を形成せしめ、且つ前記プランジャの先端を、流動性材料の射出時、ほぼ前記射出ポット先端を満たす如き形状とした射出機において、前記射出ノズルを押え金に形成したスプルーに接続し、且つ多数の任意配置のキャビティを形成した型締め機構付製品型における上型と前記押え金との間に容積変化する注入ポットを形成するとともに、該注入ポットと前記キャビティ間を各々ゲートにより連結せしめた射出移送成形装置を用い、先ず射出成形時における前記型締め機構の型締め力を、専ら前記射出ポットから注入ポットヘの射出充填による注入ポット内にかかる流動性材料の充満圧力によって注入ポット容積が拡大する程度まで低く設定し、且つ前記注入ポットを前記キャビティの全容積以下で可及的に存在空気量を少なくした状態としておき、この状態で流動性材料を前記射出ポットから前記注入ポット内に射出充填して、その時の流動性材料の充満圧力により製品型を開き方向へ移動させ、注入ポット容積を拡大しつつ必要量を充填し、この充填が完了して製品型の移動が停止した後、前記型締め機構により型締めを行い、該型締め力によって注入ポットを加圧して前記流動性材料を各ゲートを介してキャビテイ内へ移送充填せしめるので、金型内のキャビティの配置を、各キャビティとスプルーとの距離の差を考慮せずに効率的に行うことができ、また、スプルーからの距離の如何にかかわらず、キャビティへの充填が均等、迅速且つ正確に行ってバリや欠損の発生をなくし、更にゴムの加硫時間を短くし得る射出移送成形装置と射出移送成形方法を提供する効果がある。
【００２８】
従来の射出成形装置と本発明射出移送成形装置との生産性比較を示す図１３によれば、例えばキャビテイを３２個設けた場合（３２個取り）において、本発明によれば、加硫時間は従来のものの約３７％、またサイクルタイムは約５０％であり、成形能力は約２倍となり、生産性比で１．８４倍である。また、キャビテイを１００個設ける場合（１００個取り）は、従来技術では不可能であるのに対し、本発明では可能であり、従来のものとは他のデータ比較はできないが、生産性比で３．４５倍となるなど著しい効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る射出移送成形装置の一実施例の要部平面略図
【図２】本発明に係る射出移送成形装置の一実施例における要部断面図で、第１の作動状態を示すもの
【図３】本発明に係る射出移送成形装置の一実施例における要部断面図で、第２の作動状態を示すもの
【図４】本発明に係る射出移送成形装置の一実施例における要部断面図で、第３の作動状態を示すもの
【図５】本発明に係る射出移送成形装置の一実施例における要部断面図で、第４の作動状態を示すもの
【図６】本発明に係る射出移送成形装置の一実施例における要部断面図で、第５の作動状態を示すもの
【図７】本発明に係る射出移送成形装置の一実施例における要部断面図で、第６の作動状態を示すもの
【図８】図２と同じ作動状態における不具合を示す断面略図
【図９】本発明に係る射出移送成形装置の他の実施例における、図４に相当する作動状態を示す断面略図
【図１０】本発明に係る射出移送成形装置の更に他の実施例における要部断面図
【図１１】射出成形装置の各キャビティとスプルー間の距離を各々等しくするための、キャビテイの配置案を示す平面略図
【図１２】従来の射出成形装置と本発明射出移送成形装置との生産性比較を示すもの
【図１３】射出成形装置における各キャビティとスプルー間の距離を各々等しくするためのアイデアを示す図
【図１４】従来の射出成形装置を示す断面図。
【符号の説明】
１  金属ケース    ２  スクリュー    ３  押出機    ４  逆止弁
５  通路    ６、３２  射出ポット
７、３１  プランジャ
８  射出ポット先端部分
９  射出ノズル
１０  金型    １１  上ダイプレート    １２  下ダイプレート
１３  ダイバー    １４  断熱盤    １５  熱盤を兼ねた下型
１６、２６、３４  スプルー    １７、２７  ランナー
１８、２３、４１  ゲート
１９、２０、２２、２３、２５、３５  キャビテイ
２１、２４  矩形金型
３３  押え金    ３６  上型    ３７  下型    ３８  製品型
３９、４９  凹所    ４０  注入ポット    ４２  シリンダ    ４３  口金
４４  材料押出し機    ４５  圧力センサ    ４６、４７  分流子
４８  押圧力感知部    Ｗ  流動材料    Ｍ  製品    Ｓ  スクラップ。
【図１】
2005014450.tif 000003
【図２】
2005014450.tif 000004
【図３】
2005014450.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005014450.tif 000007
【図６】
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【図７】
2005014450.tif 000009
【図８】
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【図９】
2005014450.tif 000011
【図１０】
2005014450.tif 000012
【図１１】
2005014450.tif 000013
【図１２】
2005014450.tif 000014
【図１３】
2005014450.tif 000015
【図１４】
2005014450.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成15年11月18日(2003.11.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】金属ケース内に、先端に射出ノズルを備え且つ可塑化状態にある流動性材料を供給される射出ポットと、該ポット内に摺動可能に配設されたプランジャとを設けるとともに、前記射出ポット先端並びに前記射出ノズル及び前記プランジャ先端に断面テーパ状部分を形成せしめ、且つ前記プランジャの先端を、流動性材料の射出時、ほぼ前記射出ポット先端を満たす如き形状とした射出機において、前記射出ノズルを押え金に形成したスプルーに接続し、且つ多数の任意配置のキャビティを形成した型締め機構付製品型における上型と前記押え金との間に容積変化する注入ポットを形成せしめるとともに、該注入ポットと前記キャビティ間を各々ゲートにより連結せしめたことを特徴とする射出移送成形装置。
【請求項２】金属ケース内に、先端に射出ノズルを備え且つ可塑化状態にある流動性材料を供給される射出ポットと、該ポット内に摺動可能に配設されたプランジャとを設けるとともに、前記射出ポット先端並びに前記射出ノズル及び前記プランジャ先端に断面テーパ状部分を形成せしめ、且つ前記プランジャの先端を、流動性材料の射出時、ほぼ前記射出ポット先端を満たす如き形状とした射出機において、前記射出ノズルを押え金に形成したスプルーに接続し、且つ多数の任意配置のキャビティを形成した型締め機構付製品型における上型と前記押え金との間に容積変化する注入ポットを形成するとともに、該注入ポットと前記キャビティ間を各々ゲートにより連結せしめた射出移送成形装置を用い、先ず射出成形時における前記型締め機構の型締め力を、専ら前記射出ポットから注入ポットヘの射出充填による注入ポット内にかかる流動性材料の充満圧力によって注入ポット容積が拡大する程度まで低く設定し、且つ前記注入ポットを前記キャビティの全容積以下で可及的に存在空気量を少なくした状態としておき、この状態で流動性材料を前記射出ポットから前記注入ポット内に射出充填して、その時の流動性材料の充満圧力により製品型を開き方向へ移動させ、注入ポット容積を拡大しつつ必要量を充填し、この充填が完了して製品型の移動が停止した後、前記型締め機構により型締めを行い、該型締め力によって注入ポットを加圧して前記流動性材料を各ゲートを介してキャビテイ内へ移送充填せしめることを特徴とする射出移送成形方法。
【請求項３】前記ゲートをキャビテイへ向かい尖鋭に形成したことを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４の射出移送成形装置又は射出移送成形方法。
【請求項４】前記スプルー及び／又はゲートに分流子を存在せしめたことを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４又は請求項５の射出移送成形装置又は射出移送成形方法。
【請求項５】前記上型に設置するゲートを、前記押し金のスプルーを中心とする円周上で、且つスプルーと等間隔に配置したことを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４又は請求項５又は請求項６の射出移送成形装置又は射出移送成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、殊にゴムの射出成形に適した射出移送成形装置及び射出移送成形方法に関し、さらに詳細には、本出願の発明者の発明になる特願２００１−２３７１４８及び同２００２−３４１８９９の発明を基礎とする射出移送成形装置及び射出移送成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
前記ゴムの射出成形装置としては、例えば図１４に示すようなものがある。これは一般にインジェクション成形装置と呼ばれているもので、金属ケース１内に、スクリュー２を備え可塑化計量機能をもつ押出機３と、該押出機３に逆止弁４をもつ通路５により連結した射出ポット６と、該射出ポット６内にて摺動するプランジヤ７とを設け、前記ポット６先端の射出通路となる部分（以下射出ポット先端部分という）８と、該射出ポット先端部分８の先端に装着した射出ノズル９とから構成され、前記金属ケース１の下端付近を金型１０の上ダイプレート１１に支持したものである。尚１２は、前記上ダイプレート１１とタイバー１３により連結された下ダイプレートであり、１４は断熱盤、１５は熱盤を兼ねた下型を示す。
【０００３】
そして、上記射出成形装置では、まず、原料ゴムを図１４の矢印のように押出機３に投入して、スクリュー２により図１４の左へ送りつつ可塑化し、このような可塑化ゴムを計量しつつ、逆止弁４を経て通路５により射出ポット６内へ送入し、プランジャ７を可塑化ゴムの投入圧力により上昇せしめる。次にプランジャ７を押下させて、射出ポット６内の可塑化ゴムを射出ポット先端部分８、射出ノズル９を経て前記金型１０内に送入し、スプルー１６、ランナー１７、ゲート１８を経て金型１０内のキャビティ１９、２０に圧入し、加硫するのである。
【０００４】
しかし、上記のようなスプルー１６とゲート１８間に固定容積型のランナー１７を用いたものでは、キャビテイ１８、１９を多数設置した場合、各キャビテイへのランナーの長さの違い、ランナーの形状の差またはランナーに分岐がある場合等に可塑化ゴムの充填速度が異なり、キャビテイによっては充填過多でバリが生じたり、或いは充填不足で欠陥品が生ずる恐れがある。
【０００５】
また上記のような場合は、キャビティ毎に充填後のゴム温度（射出せん断発熱）が異なるので、これが高いキャビティではスコーチ（部分的な材料焼け）しやすくなり、充填後のゴム温度が低いキャビテイでは加硫時間（熱硬化反応時間）が長く必要となり、結果的に当該金型で射出成形されるゴム製品の加硫時間が長くなり、生産性を著しく阻害する。
【０００６】
更に、キャビテイ１８、１９を例えば矩形金型内に多数設置しようとする場合、キャビティによってはランナー１７の長さが長くなるので、特に難流動性の可塑化ゴムの場合にはランナーの太さを太くする必要があるが、このため結果的にランナースクラップ量が増加し、仕損費が高くなり、スクラップの増加は地球環境にも悪影響を及ぼすことになる。
【０００７】
上記を考慮して、図１１に示すように矩形金型２１内にキャビテイ２２、２３を金型２１の中心から放射状に、且つ同心円状に配置し、中心のスプルーから図示しないランナーによって等距離且つ等角度の放射状にゲート２３を介して接続する考えがある。また、図１３に示す特開平１０−１００２０２号公報記載技術のように、矩形金型２４内に添って同型に配置したキャビティ２５に対し中心のスプルー２６からランナー２７で接続する場合に、すべてのランナーの長さが同一となるようスプルー２６からの直線距離の短いキャビティ２５ａについてはランナー２７に紆曲部２７ａを設ける考えもある。
【０００８】
しかし前者は、矩形金型２１内におけるキャビテイ２２、２３の配置数が少なく、スペース上の生産性が著しく悪いと言う問題がある。また、後者のランナー２７も放射状でさらに紆曲部２７ａを形成するので、矩形金型内へのキャビティ２５の配置数は少なく、金型内スペース上の生産性が著しく悪く。結果的に前者後者双方とも多数個取りできず、当該金型での生産性が悪いという問題がある。
【０００９】
また前記図１４に示す従来装置では、射出ポット６から射出する際に射出ノズル９において局部発熱を生ずるために、可塑化ゴムの温度が著しく不均一となりやすく、このような不均一な温度分布下で型締めして移送充填成形を行っても、各金型１０への注入バランスが悪く、また前記スコーチも発生しやすく、実用的でない。
【００１０】
この点、前記特願に係る発明による射出成形機構造であれば、前記射出ノズルにおける局部発熱がなく、均一な温度で射出せん断発熱させることができ、上記の不具合の発生がないのである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
よって、本発明の解決しようとする課題は、金型内へのキャビティの配置を効率的に行うことができ、スプルーからの距離の如何にかかわらず、キャビティへの充填が均等、迅速且つ正確に行え、更にゴムの加硫時間を短くし得る射出移送成形装置と射出移送成形方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための本発明射出移送成形装置及び射出移送成形方法は、金属ケース内に、先端に射出ノズルを備え且つ可塑化状態にある流動性材料を供給される射出ポットと、該ポット内に摺動可能に配設されたプランジャとを設けるとともに、前記射出ポット先端並びに前記射出ノズル及び前記プランジャ先端に断面テーパ状部分を形成せしめ、且つ前記プランジャの先端を、流動性材料の射出時、ほぼ前記射出ポット先端を満たす如き形状とした射出機において、前記射出ノズルを押え金に形成したスプルーに接続し、且つ多数の任意配置のキャビティを形成した型締め機構付製品型における上型と前記押え金との間に容積変化する注入ポットを形成せしめるとともに、該注入ポットと前記キャビティ間を各々ゲートにより連結せしめたことを特徴とする射出移送成形装置に関する発明と、金属ケース内に、先端に射出ノズルを備え且つ可塑化状態にある流動性材料を供給される射出ポットと、該ポット内に摺動可能に配設されたプランジャとを設けるとともに、前記射出ポット先端並びに前記射出ノズル及び前記プランジャ先端に断面テーパ状部分を形成せしめ、且つ前記プランジャの先端を、流動性材料の射出時、ほぼ前記射出ポット先端を満たす如き形状とした射出機において、前記射出ノズルを押え金に形成したスプルーに接続し、且つ多数の任意配置のキャビティを形成した型締め機構付製品型における上型と前記押え金との間に容積変化する注入ポットを形成するとともに、該注入ポットと前記キャビティ間を各々ゲートにより連結せしめた射出移送成形装置を用い、先ず射出成形時における前記型締め機構の型締め力を、専ら前記射出ポットから注入ポットヘの射出充填による注入ポット内にかかる流動性材料の充満圧力によって注入ポット容積が拡大する程度まで低く設定し、且つ前記注入ポットを前記キャビティの全容積以下で可及的に存在空気量を少なくした状態としておき、この状態で流動性材料を前記射出ポットから前記注入ポット内に射出充填して、その時の流動性材料の充満圧力により製品型を開き方向へ移動させ、注入ポット容積を拡大しつつ必要量を充填し、この充填が完了して製品型の移動が停止した後、前記型締め機構により型締めを行い、該型締め力によって注入ポットを加圧して前記流動性材料を各ゲートを介してキャビテイ内へ移送充填せしめることを特徴とする射出移送成形方法に関する発明とからなる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施の形態を、図１乃至図１０により説明すると、本発明の射出移送成形装置は、プランジャ３１を内装した射出ポット３２先端の射出ノズル４３を、押え金３３に形成したスプルー３４に接続し、且つ多数の任意配置のキャビティ３５を形成した型締め機構付製品型３８における上型３６と前記押え金３３との間に容積変化する注入ポット４０を形成せしめるとともに、該注入ポット４０と前記キャビティ３５間を各々ゲート４１により連結せしめたものである。
【００１４】
また本発明の射出移送成形方法は、前記射出移送成形装置を用いて、先ず射出成形時における前記型締め機構の型締め力を、専ら前記射出ポット３２から注入ポット４０ヘの射出充填による注入ポット４０内にかかる流動性材料の充満圧力によって、注入ポット４０容積が拡大する程度（即ちこのとき、型開力＝注入ポット４０内のゴム充満圧力 × 注入ポット投影面積）まで低く設定し、且つ前記注入ポット４０を前記キャビティ３５の全容積以下で可及的に存在空気量を少なくした状態としておき、この状態で流動性材料を前記射出ポット３２から前記注入ポット４０内に射出充填して、その時の流動性材料の充満圧力により製品型３８を開き方向へ移動させ、注入ポット４０容積を拡大しつつ必要量を充填し、この充填が完了して製品型３８の移動が停止した後、前記型締め機構により型締めを行い、該型締め力によって注入ポット４０を加圧して前記流動性材料を各ゲート４１を介してキャビテイ３５内へ移送充填せしめるものである。
【００１５】
図１乃至図１０に示す実施例について更に詳細に説明すると、前記プランジヤ３１は、その先端がテーパ状３１ａをなしており、またその基端にはピストン３１ｂが形成されて、上方に設けたシリンダ４２内で油圧等を受けるよう構成されている。
【００１６】
前記射出ポット３２は、その先端において射出ノズル４３にかけて、前記プランジャ３１の先端と合致するテーパ状をなしており、例えばその側部に材料押出し機４４を連結して、該押出し機４４によってゴム等の流動材料を射出ポット３２内へ圧入するように構成する。
【００１７】
前記押え金３３は、この例では上型３６の上面に形成した凹所３９に滑合するが、その中心には、スプルー３４が貫通して開けられており、図の例では下に拡大する穴となっている。製品型３８は凹所３９により押え金３３と滑合して上下に移動するが、製品型３８の型締めによる移送成形制御は、例えば図９のように、キャビティ３５の下方に設けた押圧力感知部４８と接続した圧力センサ４５によりキャビティ３５内圧力を感知して行われる。なお、上記の如く押え金３３を上型３６の上面に形成した凹所３９に滑合して注入ポット４０を構成するほか、図１０に示すように、押え金３３の下面に凹所４９を形成し、ここに前記上型３６上面を嵌入するようにして注入ポット４０を形成してもよい。
【００１８】
前記キャビティ３５は、上型３６と下型３７（図示しない中型がある場合は、上型３６、中型及び下型３７）にかけて形成されており、その配置は図１に示すように、金型３８内に縦横に整然と配置され、これらのキャビティ３５の各々に対して前記注入ポット４０からゲート４１が貫通している。なおこのゲート４１は、図示の例では下方に尖鋭な穴としている。
【００１９】
図１０は、流動材料Ｗがキャビティ３５内に充填された状態で、前記スプルー３４、ゲート４１内に流動材料Ｗが残留しないように、上記状態において前記スプルー３４、ゲート４１内に完全に挿入される分流子４６、４７を示したものである。上記分流子４６、４７は、この例ではそれぞれ上型３６、押え金３３に形成されているが、必要に応じて上型３６、押え金３３の一方でもよい。
【００２０】
本発明者の研究によれば、上記射出移送成形においても、前記スプルー３４と各ゲート４１までの距離を等距離とすることが考えられ、例えば図１１に示すように、上型に設置するゲートを押え金のスプルーを中心とする円周上で、且つ等間隔に配置することにより、注入ポットを従来のランナー的流路としての働きをさせることができる。
【００２１】
この場合、注入ポットの容積は製品キャビティの全容量分は必要でなく、流動性材料を射出ポット３２から製品キャビテイへの射出充填に必要な隙間分開けておき、射出ポット内の計量した流動性材料を射出完了と同時に、ランナー的流路としての注入ポット４０内の残留ゴム分を型締めによって製品キャビテイに移送充填成形することで、小さめの容量の注入ポットでもキャビテイごとに均等な充填が可能となり、さらに注入ポット４０内のスクラップとなる残留ゴム量をランナーを用いたものに比して半減でき、特に図１１のように金型２１内にキャビテイ２２、２３を金型２１の中心である押え金３３のスプールから放射状に、且つ同心円状に、さらに等間隔に配置し、ゲート２３を介して３個づつまとめて接続するようにすれば、金型スペース上の生産性の減少も少なく、注入ポットが薄型のシンプルな射出移送成形装置が可能となる。
【００２２】
上記のように構成した本発明射出移送成形装置によりゴム製品の成形を行うときは、まず製品型３８の型締め力を低くした状態で、図２に示すように、材料押出し機４４により射出ポット３２内に流動性材料Ｗを必要量計量し、射出ポット先端ノズル４３を押え金のスプルー３４にノズルタッチさせ、図示しないノズルタッチシリンダによりノズルタッチ圧力をかけ、射出ポット３２から注入ポット４０に高速高圧射出充填する。
【００２３】
射出ポット３２から注入ポット４０への射出充填時にやってはいけない充填方法を図８に示すと、先ず注入ポット４０を、図８のようにキャビテイ３５の合計容量に等しくしておき、ここに流動材料Ｗを送入すると、射出された流動材料（ゴム材料）は同図のようにスパゲテイ状Ｗ’になり注入ポット４０内空気を大量に巻き込んで製品に大量の気泡を含んだ製品となってしまう。
【００２４】
そこで、注入ポット４０を前記キャビティ３５の全容積以下で可及的に存在空気量を少なくした状態（例えば２０ミリメートル程度のすき間とする等）とし、この状態から流動材料Ｗを前記ポット４０内に高速高圧射出充填すると、図２に示すように流動性材料はスパゲテイ状になることなく、空気の混入のない塊状の充填形態で充填され、最初に設定した容積の注入ポットが充満すると、その充満ゴム圧力による型開力（ゴム充満圧力 × 注入ポットの投影面積）が低圧に設定しておいた製品型型締め力より高くなった時点で、製品型３８は開き方向に下降し、注入ポット４０には射出ポット３２に計量しておいた流動性材料Ｗの必要分すべてが、空気の混入なしに充填される（図３）。
【００２５】
次に、図４のように図示しない型締め機構により製品型３８を矢印のように移動させて型締めを行い、注入ポット４０内に充填させておいた流動性材料Ｗをゲート４１を介しキャビティ３５内に移送成形を行い、このとき例えば図９のようにキャビテイ３５に設けた押圧感知子４８が圧力変化を捉えて圧力センサ４５を経て矢印の如き型締めを停止し、移送充填を完了するようにすれば、余分なゴムをキャビテイ３５に送り込むこともなく、製品仕上げの不要なバリのない理想的な成形が可能となる（図４）。
【００２６】
キャビティ３５への移送充填成形が完了すると、この状態のまま加硫（熱硬化）に入り、この加硫中に材料押出し機４４により射出ポット３２に必要量の可塑化計量をしておき（図５）、加硫が完了したとき図示しない型締め機構により製品型３８を大きく降下させて、上型３６と下型３７間を開き（図６）、製品Ｍを取り出し、その後押え金３３と上型３６間を図示しないサイドシリンダ等で開き、注入ポット４０内の残ゴムを取り除き一連の作業は完了する。
【００２７】
【発明の効果】
本発明射出移送成形装置では、金属ケース内に、先端に射出ノズルを備え且つ可塑化状態にある流動性材料を供給される射出ポットと、該ポット内に摺動可能に配設されたプランジャとを設けるとともに、前記射出ポット先端並びに前記射出ノズル及び前記プランジャ先端に断面テーパ状部分を形成せしめ、且つ前記プランジャの先端を、流動性材料の射出時、ほぼ前記射出ポット先端を満たす如き形状とした射出機において、前記射出ノズルを押え金に形成したスプルーに接続し、且つ多数の任意配置のキャビティを形成した型締め機構付製品型における上型と前記押え金との間に容積変化する注入ポットを形成せしめるとともに、該注入ポットと前記キャビティ間を各々ゲートにより連結せしめ、また、本発明射出移送成形方法では、金属ケース内に、先端に射出ノズルを備え且つ可塑化状態にある流動性材料を供給される射出ポットと、該ポット内に摺動可能に配設されたプランジャとを設けるとともに、前記射出ポット先端並びに前記射出ノズル及び前記プランジャ先端に断面テーパ状部分を形成せしめ、且つ前記プランジャの先端を、流動性材料の射出時、ほぼ前記射出ポット先端を満たす如き形状とした射出機において、前記射出ノズルを押え金に形成したスプルーに接続し、且つ多数の任意配置のキャビティを形成した型締め機構付製品型における上型と前記押え金との間に容積変化する注入ポットを形成するとともに、該注入ポットと前記キャビティ間を各々ゲートにより連結せしめた射出移送成形装置を用い、先ず射出成形時における前記型締め機構の型締め力を、専ら前記射出ポットから注入ポットヘの射出充填による注入ポット内にかかる流動性材料の充満圧力によって注入ポット容積が拡大する程度まで低く設定し、且つ前記注入ポットを前記キャビティの全容積以下で可及的に存在空気量を少なくした状態としておき、この状態で流動性材料を前記射出ポットから前記注入ポット内に射出充填して、その時の流動性材料の充満圧力により製品型を開き方向へ移動させ、注入ポット容積を拡大しつつ必要量を充填し、この充填が完了して製品型の移動が停止した後、前記型締め機構により型締めを行い、該型締め力によって注入ポットを加圧して前記流動性材料を各ゲートを介してキャビテイ内へ移送充填せしめるので、金型内のキャビティの配置を、各キャビティとスプルーとの距離の差を考慮せずに効率的に行うことができ、また、スプルーからの距離の如何にかかわらず、キャビティへの充填が均等、迅速且つ正確に行ってバリや欠損の発生をなくし、更にゴムの加硫時間を短くし得る射出移送成形装置と射出移送成形方法を提供する効果がある。
【００２８】
従来の射出成形装置と本発明射出移送成形装置との生産性比較を示す図１３によれば、例えばキャビテイを３２個設けた場合（３２個取り）において、本発明によれば、加硫時間は従来のものの約３７％、またサイクルタイムは約５０％であり、成形能力は約２倍となり、生産性比で１．８４倍である。また、キャビテイを１００個設ける場合（１００個取り）は、従来技術では不可能であるのに対し、本発明では可能であり、従来のものとは他のデータ比較はできないが、生産性比で３．４５倍となるなど著しい効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る射出移送成形装置の一実施例の要部平面略図
【図２】本発明に係る射出移送成形装置の一実施例における要部断面図で、第１の作動状態を示すもの
【図３】本発明に係る射出移送成形装置の一実施例における要部断面図で、第２の作動状態を示すもの
【図４】本発明に係る射出移送成形装置の一実施例における要部断面図で、第３の作動状態を示すもの
【図５】本発明に係る射出移送成形装置の一実施例における要部断面図で、第４の作動状態を示すもの
【図６】本発明に係る射出移送成形装置の一実施例における要部断面図で、第５の作動状態を示すもの
【図７】本発明に係る射出移送成形装置の一実施例における要部断面図で、第６の作動状態を示すもの
【図８】図２と同じ作動状態における不具合を示す断面略図
【図９】本発明に係る射出移送成形装置の他の実施例における、図４に相当する作動状態を示す断面略図
【図１０】本発明に係る射出移送成形装置の更に他の実施例における要部断面図
【図１１】射出成形装置の各キャビティとスプルー間の距離を各々等しくするための、キャビテイの配置案を示す平面略図
【図１２】従来の射出成形装置と本発明射出移送成形装置との生産性比較を示すもの
【図１３】射出成形装置における各キャビティとスプルー間の距離を各々等しくするためのアイデアを示す図
【図１４】従来の射出成形装置を示す断面図。
【符号の説明】
１  金属ケース    ２  スクリュー    ３  押出機    ４  逆止弁
５  通路    ６、３２  射出ポット
７、３１  プランジャ    ８  射出ポット先端部分９  射出ノズル
１０  金型    １１  上ダイプレート    １２  下ダイプレート
１３  タイバー    １４  断熱盤    １５  熱盤を兼ねた下型
１６、２６、３４  スプルー    １７、２７  ランナー
１８、２３、４１  ゲート
１９、２０、２２、２３、２５、３５  キャビテイ
２１、２４  矩形金型    ３３  押え金    ３６  上型    ３７  下型
３８  製品型    ３９、４９  凹所    ４０  注入ポット    ４２  シリンダ
４３  口金４４  材料押出し機    ４５  圧力センサ    ４６、４７  分流子
４８  押圧力感知部    Ｗ  流動材料    Ｍ  製品    Ｓ  スクラップ。




【手続補正書】
【提出日】平成15年11月28日(2003.11.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】金属ケース内に、先端に射出ノズルを備え且つ可塑化状態にある流動性材料を供給される射出ポットと、該ポット内に摺動可能に配設されたプランジャとを設けるとともに、前記射出ポット先端並びに前記射出ノズル及び前記プランジャ先端に断面テーパ状部分を形成せしめ、且つ前記プランジャの先端を、流動性材料の射出時、ほぼ前記射出ポット先端を満たす如き形状とした射出機において、前記射出ノズルを押え金に形成したスプルーに接続し、且つ多数の任意配置のキャビティを形成した型締め機構付製品型における上型と前記押え金との間に容積変化する注入ポットを形成せしめるとともに、該注入ポットと前記キャビティ間を各々ゲートにより連結せしめたことを特徴とする射出移送成形装置。
【請求項２】金属ケース内に、先端に射出ノズルを備え且つ可塑化状態にある流動性材料を供給される射出ポットと、該ポット内に摺動可能に配設されたプランジャとを設けるとともに、前記射出ポット先端並びに前記射出ノズル及び前記プランジャ先端に断面テーパ状部分を形成せしめ、且つ前記プランジャの先端を、流動性材料の射出時、ほぼ前記射出ポット先端を満たす如き形状とした射出機において、前記射出ノズルを押え金に形成したスプルーに接続し、且つ多数の任意配置のキャビティを形成した型締め機構付製品型における上型と前記押え金との間に容積変化する注入ポットを形成するとともに、該注入ポットと前記キャビティ間を各々ゲートにより連結せしめた射出移送成形装置を用い、先ず射出成形時における前記型締め機構の型締め力を、専ら前記射出ポットから注入ポットヘの射出充填による注入ポット内にかかる流動性材料の充満圧力によって注入ポット容積が拡大する程度まで低く設定し、且つ前記注入ポットを前記キャビティの全容積以下で可及的に存在空気量を少なくした状態としておき、この状態で流動性材料を前記射出ポットから前記注入ポット内に射出充填して、その時の流動性材料の充満圧力により製品型を開き方向へ移動させ、注入ポット容積を拡大しつつ必要量を充填し、この充填が完了して製品型の移動が停止した後、前記型締め機構により型締めを行い、該型締め力によって注入ポットを加圧して前記流動性材料を各ゲートを介してキャビテイ内へ移送充填せしめることを特徴とする射出移送成形方法。
【請求項３】前記ゲートをキャビテイへ向かい尖鋭に形成したことを特徴とする請求項１又は請求項２の射出移送成形装置又は射出移送成形方法。
【請求項４】前記スプルー及び／又はゲートに分流子を存在せしめたことを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３の射出移送成形装置又は射出移送成形方法。
【請求項５】前記上型に設置するゲートを、前記押し金のスプルーを中心とする円周上で、且つスプルーと等間隔に配置したことを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４の射出移送成形装置又は射出移送成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、殊にゴムの射出成形に適した射出移送成形装置及び射出移送成形方法に関し、さらに詳細には、本出願の発明者の発明になる特願２００１−２３７１４８及び同２００２−３４１８９９の発明を基礎とする射出移送成形装置及び射出移送成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
前記ゴムの射出成形装置としては、例えば図１４に示すようなものがある。これは一般にインジェクション成形装置と呼ばれているもので、金属ケース１内に、スクリュー２を備え可塑化計量機能をもつ押出機３と、該押出機３に逆止弁４をもつ通路５により連結した射出ポット６と、該射出ポット６内にて摺動するプランジヤ７とを設け、前記ポット６先端の射出通路となる部分（以下射出ポット先端部分という）８と、該射出ポット先端部分８の先端に装着した射出ノズル９とから構成され、前記金属ケース１の下端付近を金型１０の上ダイプレート１１に支持したものである。尚１２は、前記上ダイプレート１１とタイバー１３により連結された下ダイプレートであり、１４は断熱盤、１５は熱盤を兼ねた下型を示す。
【０００３】
そして、上記射出成形装置では、まず、原料ゴムを図１４の矢印のように押出機３に投入して、スクリュー２により図１４の左へ送りつつ可塑化し、このような可塑化ゴムを計量しつつ、逆止弁４を経て通路５により射出ポット６内へ送入し、プランジャ７を可塑化ゴムの投入圧力により上昇せしめる。次にプランジャ７を押下させて、射出ポット６内の可塑化ゴムを射出ポット先端部分８、射出ノズル９を経て前記金型１０内に送入し、スプルー１６、ランナー１７、ゲート１８を経て金型１０内のキャビティ１９、２０に圧入し、加硫するのである。
【０００４】
しかし、上記のようなスプルー１６とゲート１８間に固定容積型のランナー１７を用いたものでは、キャビテイ１８、１９を多数設置した場合、各キャビテイへのランナーの長さの違い、ランナーの形状の差またはランナーに分岐がある場合等に可塑化ゴムの充填速度が異なり、キャビテイによっては充填過多でバリが生じたり、或いは充填不足で欠陥品が生ずる恐れがある。
【０００５】
また上記のような場合は、キャビティ毎に充填後のゴム温度（射出せん断発熱）が異なるので、これが高いキャビティではスコーチ（部分的な材料焼け）しやすくなり、充填後のゴム温度が低いキャビテイでは加硫時間（熱硬化反応時間）が長く必要となり、結果的に当該金型で射出成形されるゴム製品の加硫時間が長くなり、生産性を著しく阻害する。
【０００６】
更に、キャビテイ１８、１９を例えば矩形金型内に多数設置しようとする場合、キャビティによってはランナー１７の長さが長くなるので、特に難流動性の可塑化ゴムの場合にはランナーの太さを太くする必要があるが、このため結果的にランナースクラップ量が増加し、仕損費が高くなり、スクラップの増加は地球環境にも悪影響を及ぼすことになる。
【０００７】
上記を考慮して、図１１に示すように矩形金型２１内にキャビテイ２２、２３を金型２１の中心から放射状に、且つ同心円状に配置し、中心のスプルーから図示しないランナーによって等距離且つ等角度の放射状にゲート２３を介して接続する考えがある。また、図１３に示す特開平１０−１００２０２号公報記載技術のように、矩形金型２４内に添って同型に配置したキャビティ２５に対し中心のスプルー２６からランナー２７で接続する場合に、すべてのランナーの長さが同一となるようスプルー２６からの直線距離の短いキャビティ２５ａについてはランナー２７に紆曲部２７ａを設ける考えもある。
【０００８】
しかし前者は、矩形金型２１内におけるキャビテイ２２、２３の配置数が少なく、スペース上の生産性が著しく悪いと言う問題がある。また、後者のランナー２７も放射状でさらに紆曲部２７ａを形成するので、矩形金型内へのキャビティ２５の配置数は少なく、金型内スペース上の生産性が著しく悪く。結果的に前者後者双方とも多数個取りできず、当該金型での生産性が悪いという問題がある。
【０００９】
また前記図１４に示す従来装置では、射出ポット６から射出する際に射出ノズル９において局部発熱を生ずるために、可塑化ゴムの温度が著しく不均一となりやすく、このような不均一な温度分布下で型締めして移送充填成形を行っても、各金型１０への注入バランスが悪く、また前記スコーチも発生しやすく、実用的でない。
【００１０】
この点、前記特願に係る発明による射出成形機構造であれば、前記射出ノズルにおける局部発熱がなく、均一な温度で射出せん断発熱させることができ、上記の不具合の発生がないのである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
よって、本発明の解決しようとする課題は、金型内へのキャビティの配置を効率的に行うことができ、スプルーからの距離の如何にかかわらず、キャビティへの充填が均等、迅速且つ正確に行え、更にゴムの加硫時間を短くし得る射出移送成形装置と射出移送成形方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための本発明射出移送成形装置及び射出移送成形方法は、金属ケース内に、先端に射出ノズルを備え且つ可塑化状態にある流動性材料を供給される射出ポットと、該ポット内に摺動可能に配設されたプランジャとを設けるとともに、前記射出ポット先端並びに前記射出ノズル及び前記プランジャ先端に断面テーパ状部分を形成せしめ、且つ前記プランジャの先端を、流動性材料の射出時、ほぼ前記射出ポット先端を満たす如き形状とした射出機において、前記射出ノズルを押え金に形成したスプルーに接続し、且つ多数の任意配置のキャビティを形成した型締め機構付製品型における上型と前記押え金との間に容積変化する注入ポットを形成せしめるとともに、該注入ポットと前記キャビティ間を各々ゲートにより連結せしめたことを特徴とする射出移送成形装置に関する発明と、金属ケース内に、先端に射出ノズルを備え且つ可塑化状態にある流動性材料を供給される射出ポットと、該ポット内に摺動可能に配設されたプランジャとを設けるとともに、前記射出ポット先端並びに前記射出ノズル及び前記プランジャ先端に断面テーパ状部分を形成せしめ、且つ前記プランジャの先端を、流動性材料の射出時、ほぼ前記射出ポット先端を満たす如き形状とした射出機において、前記射出ノズルを押え金に形成したスプルーに接続し、且つ多数の任意配置のキャビティを形成した型締め機構付製品型における上型と前記押え金との間に容積変化する注入ポットを形成するとともに、該注入ポットと前記キャビティ間を各々ゲートにより連結せしめた射出移送成形装置を用い、先ず射出成形時における前記型締め機構の型締め力を、専ら前記射出ポットから注入ポットヘの射出充填による注入ポット内にかかる流動性材料の充満圧力によって注入ポット容積が拡大する程度まで低く設定し、且つ前記注入ポットを前記キャビティの全容積以下で可及的に存在空気量を少なくした状態としておき、この状態で流動性材料を前記射出ポットから前記注入ポット内に射出充填して、その時の流動性材料の充満圧力により製品型を開き方向へ移動させ、注入ポット容積を拡大しつつ必要量を充填し、この充填が完了して製品型の移動が停止した後、前記型締め機構により型締めを行い、該型締め力によって注入ポットを加圧して前記流動性材料を各ゲートを介してキャビテイ内へ移送充填せしめることを特徴とする射出移送成形方法に関する発明とからなる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施の形態を、図１乃至図１０により説明すると、本発明の射出移送成形装置は、プランジャ３１を内装した射出ポット３２先端の射出ノズル４３を、押え金３３に形成したスプルー３４に接続し、且つ多数の任意配置のキャビティ３５を形成した型締め機構付製品型３８における上型３６と前記押え金３３との間に容積変化する注入ポット４０を形成せしめるとともに、該注入ポット４０と前記キャビティ３５間を各々ゲート４１により連結せしめたものである。
【００１４】
また本発明の射出移送成形方法は、前記射出移送成形装置を用いて、先ず射出成形時における前記型締め機構の型締め力を、専ら前記射出ポット３２から注入ポット４０ヘの射出充填による注入ポット４０内にかかる流動性材料の充満圧力によって、注入ポット４０容積が拡大する程度（即ちこのとき、型開力＝注入ポット４０内のゴム充満圧力 × 注入ポット投影面積）まで低く設定し、且つ前記注入ポット４０を前記キャビティ３５の全容積以下で可及的に存在空気量を少なくした状態としておき、この状態で流動性材料を前記射出ポット３２から前記注入ポット４０内に射出充填して、その時の流動性材料の充満圧力により製品型３８を開き方向へ移動させ、注入ポット４０容積を拡大しつつ必要量を充填し、この充填が完了して製品型３８の移動が停止した後、前記型締め機構により型締めを行い、該型締め力によって注入ポット４０を加圧して前記流動性材料を各ゲート４１を介してキャビテイ３５内へ移送充填せしめるものである。
【００１５】
図１乃至図１０に示す実施例について更に詳細に説明すると、前記プランジヤ３１は、その先端がテーパ状３１ａをなしており、またその基端にはピストン３１ｂが形成されて、上方に設けたシリンダ４２内で油圧等を受けるよう構成されている。
【００１６】
前記射出ポット３２は、その先端において射出ノズル４３にかけて、前記プランジャ３１の先端と合致するテーパ状をなしており、例えばその側部に材料押出し機４４を連結して、該押出し機４４によってゴム等の流動材料を射出ポット３２内へ圧入するように構成する。
【００１７】
前記押え金３３は、この例では上型３６の上面に形成した凹所３９に滑合するが、その中心には、スプルー３４が貫通して開けられており、図の例では下に拡大する穴となっている。製品型３８は凹所３９により押え金３３と滑合して上下に移動するが、製品型３８の型締めによる移送成形制御は、例えば図９のように、キャビティ３５の下方に設けた押圧力感知部４８と接続した圧力センサ４５によりキャビティ３５内圧力を感知して行われる。なお、上記の如く押え金３３を上型３６の上面に形成した凹所３９に滑合して注入ポット４０を構成するほか、図１０に示すように、押え金３３の下面に凹所４９を形成し、ここに前記上型３６上面を嵌入するようにして注入ポット４０を形成してもよい。
【００１８】
前記キャビティ３５は、上型３６と下型３７（図示しない中型がある場合は、上型３６、中型及び下型３７）にかけて形成されており、その配置は図１に示すように、金型３８内に縦横に整然と配置され、これらのキャビティ３５の各々に対して前記注入ポット４０からゲート４１が貫通している。なおこのゲート４１は、図示の例では下方に尖鋭な穴としている。
【００１９】
図１０は、流動材料Ｗがキャビティ３５内に充填された状態で、前記スプルー３４、ゲート４１内に流動材料Ｗが残留しないように、上記状態において前記スプルー３４、ゲート４１内に完全に挿入される分流子４６、４７を示したものである。上記分流子４６、４７は、この例ではそれぞれ上型３６、押え金３３に形成されているが、必要に応じて上型３６、押え金３３の一方でもよい。
【００２０】
本発明者の研究によれば、上記射出移送成形においても、前記スプルー３４と各ゲート４１までの距離を等距離とすることが考えられ、例えば図１１に示すように、上型に設置するゲートを押え金のスプルーを中心とする円周上で、且つ等間隔に配置することにより、注入ポットを従来のランナー的流路としての働きをさせることができる。
【００２１】
この場合、注入ポットの容積は製品キャビティの全容量分は必要でなく、流動性材料を射出ポット３２から製品キャビテイへの射出充填に必要な隙間分開けておき、射出ポット内の計量した流動性材料を射出完了と同時に、ランナー的流路としての注入ポット４０内の残留ゴム分を型締めによって製品キャビテイに移送充填成形することで、小さめの容量の注入ポットでもキャビテイごとに均等な充填が可能となり、さらに注入ポット４０内のスクラップとなる残留ゴム量をランナーを用いたものに比して半減でき、特に図１１のように金型２１内にキャビテイ２２、２３を金型２１の中心である押え金３３のスプールから放射状に、且つ同心円状に、さらに等間隔に配置し、ゲート２３を介して３個づつまとめて接続するようにすれば、金型スペース上の生産性の減少も少なく、注入ポットが薄型のシンプルな射出移送成形装置が可能となる。
【００２２】
上記のように構成した本発明射出移送成形装置によりゴム製品の成形を行うときは、まず製品型３８の型締め力を低くした状態で、図２に示すように、材料押出し機４４により射出ポット３２内に流動性材料Ｗを必要量計量し、射出ポット先端ノズル４３を押え金のスプルー３４にノズルタッチさせ、図示しないノズルタッチシリンダによりノズルタッチ圧力をかけ、射出ポット３２から注入ポット４０に高速高圧射出充填する。
【００２３】
射出ポット３２から注入ポット４０への射出充填時にやってはいけない充填方法を図８に示すと、先ず注入ポット４０を、図８のようにキャビテイ３５の合計容量に等しくしておき、ここに流動材料Ｗを送入すると、射出された流動材料（ゴム材料）は同図のようにスパゲテイ状Ｗ’になり注入ポット４０内空気を大量に巻き込んで製品に大量の気泡を含んだ製品となってしまう。
【００２４】
そこで、注入ポット４０を前記キャビティ３５の全容積以下で可及的に存在空気量を少なくした状態（例えば２０ミリメートル程度のすき間とする等）とし、この状態から流動材料Ｗを前記ポット４０内に高速高圧射出充填すると、図２に示すように流動性材料はスパゲテイ状になることなく、空気の混入のない塊状の充填形態で充填され、最初に設定した容積の注入ポットが充満すると、その充満ゴム圧力による型開力（ゴム充満圧力 × 注入ポットの投影面積）が低圧に設定しておいた製品型型締め力より高くなった時点で、製品型３８は開き方向に下降し、注入ポット４０には射出ポット３２に計量しておいた流動性材料Ｗの必要分すべてが、空気の混入なしに充填される（図３）。
【００２５】
次に、図４のように図示しない型締め機構により製品型３８を矢印のように移動させて型締めを行い、注入ポット４０内に充填させておいた流動性材料Ｗをゲート４１を介しキャビティ３５内に移送成形を行い、このとき例えば図９のようにキャビテイ３５に設けた押圧感知子４８が圧力変化を捉えて圧力センサ４５を経て矢印の如き型締めを停止し、移送充填を完了するようにすれば、余分なゴムをキャビテイ３５に送り込むこともなく、製品仕上げの不要なバリのない理想的な成形が可能となる（図４）。
【００２６】
キャビティ３５への移送充填成形が完了すると、この状態のまま加硫（熱硬化）に入り、この加硫中に材料押出し機４４により射出ポット３２に必要量の可塑化計量をしておき（図５）、加硫が完了したとき図示しない型締め機構により製品型３８を大きく降下させて、上型３６と下型３７間を開き（図６）、製品Ｍを取り出し、その後押え金３３と上型３６間を図示しないサイドシリンダ等で開き、注入ポット４０内の残ゴムを取り除き一連の作業は完了する。
【００２７】
【発明の効果】
本発明射出移送成形装置では、金属ケース内に、先端に射出ノズルを備え且つ可塑化状態にある流動性材料を供給される射出ポットと、該ポット内に摺動可能に配設されたプランジャとを設けるとともに、前記射出ポット先端並びに前記射出ノズル及び前記プランジャ先端に断面テーパ状部分を形成せしめ、且つ前記プランジャの先端を、流動性材料の射出時、ほぼ前記射出ポット先端を満たす如き形状とした射出機において、前記射出ノズルを押え金に形成したスプルーに接続し、且つ多数の任意配置のキャビティを形成した型締め機構付製品型における上型と前記押え金との間に容積変化する注入ポットを形成せしめるとともに、該注入ポットと前記キャビティ間を各々ゲートにより連結せしめ、また、本発明射出移送成形方法では、金属ケース内に、先端に射出ノズルを備え且つ可塑化状態にある流動性材料を供給される射出ポットと、該ポット内に摺動可能に配設されたプランジャとを設けるとともに、前記射出ポット先端並びに前記射出ノズル及び前記プランジャ先端に断面テーパ状部分を形成せしめ、且つ前記プランジャの先端を、流動性材料の射出時、ほぼ前記射出ポット先端を満たす如き形状とした射出機において、前記射出ノズルを押え金に形成したスプルーに接続し、且つ多数の任意配置のキャビティを形成した型締め機構付製品型における上型と前記押え金との間に容積変化する注入ポットを形成するとともに、該注入ポットと前記キャビティ間を各々ゲートにより連結せしめた射出移送成形装置を用い、先ず射出成形時における前記型締め機構の型締め力を、専ら前記射出ポットから注入ポットヘの射出充填による注入ポット内にかかる流動性材料の充満圧力によって注入ポット容積が拡大する程度まで低く設定し、且つ前記注入ポットを前記キャビティの全容積以下で可及的に存在空気量を少なくした状態としておき、この状態で流動性材料を前記射出ポットから前記注入ポット内に射出充填して、その時の流動性材料の充満圧力により製品型を開き方向へ移動させ、注入ポット容積を拡大しつつ必要量を充填し、この充填が完了して製品型の移動が停止した後、前記型締め機構により型締めを行い、該型締め力によって注入ポットを加圧して前記流動性材料を各ゲートを介してキャビテイ内へ移送充填せしめるので、金型内のキャビティの配置を、各キャビティとスプルーとの距離の差を考慮せずに効率的に行うことができ、また、スプルーからの距離の如何にかかわらず、キャビティへの充填が均等、迅速且つ正確に行ってバリや欠損の発生をなくし、更にゴムの加硫時間を短くし得る射出移送成形装置と射出移送成形方法を提供する効果がある。
【００２８】
従来の射出成形装置と本発明射出移送成形装置との生産性比較を示す図１３によれば、例えばキャビテイを３２個設けた場合（３２個取り）において、本発明によれば、加硫時間は従来のものの約３７％、またサイクルタイムは約５０％であり、成形能力は約２倍となり、生産性比で１．８４倍である。また、キャビテイを１００個設ける場合（１００個取り）は、従来技術では不可能であるのに対し、本発明では可能であり、従来のものとは他のデータ比較はできないが、生産性比で３．４５倍となるなど著しい効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る射出移送成形装置の一実施例の要部平面略図
【図２】本発明に係る射出移送成形装置の一実施例における要部断面図で、第１の作動状態を示すもの
【図３】本発明に係る射出移送成形装置の一実施例における要部断面図で、第２の作動状態を示すもの
【図４】本発明に係る射出移送成形装置の一実施例における要部断面図で、第３の作動状態を示すもの
【図５】本発明に係る射出移送成形装置の一実施例における要部断面図で、第４の作動状態を示すもの
【図６】本発明に係る射出移送成形装置の一実施例における要部断面図で、第５の作動状態を示すもの
【図７】本発明に係る射出移送成形装置の一実施例における要部断面図で、第６の作動状態を示すもの
【図８】図２と同じ作動状態における不具合を示す断面略図
【図９】本発明に係る射出移送成形装置の他の実施例における、図４に相当する作動状態を示す断面略図
【図１０】本発明に係る射出移送成形装置の更に他の実施例における要部断面図
【図１１】射出成形装置の各キャビティとスプルー間の距離を各々等しくするための、キャビテイの配置案を示す平面略図
【図１２】従来の射出成形装置と本発明射出移送成形装置との生産性比較を示すもの
【図１３】射出成形装置における各キャビティとスプルー間の距離を各々等しくするためのアイデアを示す図
【図１４】従来の射出成形装置を示す断面図。
【符号の説明】
１  金属ケース    ２  スクリュー    ３  押出機    ４  逆止弁
５  通路    ６、３２  射出ポット
７、３１  プランジャ    ８  射出ポット先端部分９  射出ノズル
１０  金型    １１  上ダイプレート    １２  下ダイプレート
１３  タイバー    １４  断熱盤    １５  熱盤を兼ねた下型
１６、２６、３４  スプルー    １７、２７  ランナー
１８、２３、４１  ゲート
１９、２０、２２、２３、２５、３５  キャビテイ
２１、２４  矩形金型    ３３  押え金    ３６  上型    ３７  下型
３８  製品型    ３９、４９  凹所    ４０  注入ポット    ４２  シリンダ
４３  口金４４  材料押出し機    ４５  圧力センサ    ４６、４７  分流子
４８  押圧力感知部    Ｗ  流動材料    Ｍ  製品    Ｓ  スクラップ。