(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビティに溶融樹脂を射出することによって成形品を成形する射出成形装置であり、
成形品の表側の面を成形する表側キャビティ面を有する第１の成形型と、
成形品の裏側の面を成形する裏側キャビティ面を有する第２の成形型と、
第２の成形型内を貫通し、裏側キャビティ面に開口する複数の流路と、
キャビティに加圧した溶融樹脂を射出する樹脂射出部と、
複数の流路に対して所定圧力の流体を供給し、裏側キャビティ面側からキャビティ内の溶融樹脂に対して流体圧を加える流体供給部と、
複数の流路内を各々流れる流体の流量を調節する流量調節手段と、
を備えており、
樹脂射出部によりキャビティ内に溶融樹脂を充填した後に、樹脂射出部によりキャビティ内の溶融樹脂に圧力を加えた状態を維持しながら流体供給部によりキャビティ内の溶融樹脂に流体圧を加え、樹脂射出部と流体供給部の両方で圧力を加えた状態で溶融樹脂を冷却させることを特徴とする射出成形装置。
【請求項２】
第１の成形型には、第１の成形型内を貫通し、表側キャビティ面に開口しており、樹脂射出部から供給される溶融樹脂をキャビティ内に導入するゲートが形成されており、
表側キャビティ面のうちのゲートの開口部が形成されている面と、裏側キャビティ面のうちの少なくとも１つの流路の開口部が形成されている面とが対向しており、
ゲートの開口部と前記１つの流路の開口部とが、対向しない位置にあ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】
キャビティ内の溶融樹脂が所定の温度まで冷却されたら、樹脂射出部によりキャビティ内の溶融樹脂に圧力を加えるのを停止し、その後は流体供給部のみによってキャビティ内の溶融樹脂に圧力を加えた状態で溶融樹脂を冷却させることを特徴とする請求項１または２に記載の射出成形装置。
【請求項４】
成形品の表側の面を成形する表側キャビティ面を有する第１の成形型と、
成形品の裏側の面を成形する裏側キャビティ面を有する第２の成形型と、
第２の成形型内を貫通し、裏側キャビティ面に開口する複数の流路と、
キャビティに加圧した溶融樹脂を射出する樹脂射出部と、
複数の流路に対して所定圧力の流体を供給し、裏側キャビティ面側からキャビティ内の溶融樹脂に対して流体圧を加える流体供給部と、
複数の流路内を各々流れる流体の流量を調節する流量調節手段と、
を備える射出成形装置のキャビティに溶融樹脂を射出することによって成形品を成形する射出成形方法であり、
樹脂射出部によりキャビティ内に溶融樹脂を充填した後に、樹脂射出部によりキャビティ内の溶融樹脂に圧力を加えた状態を維持しながら流体供給部によりキャビティ内の溶融樹脂に流体圧を加え、樹脂射出部と流体供給部の両方で圧力を加えた状態で溶融樹脂を冷却させる冷却工程を備えている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、キャビティに溶融樹脂を射出することによって成形品を成形する射出成形技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
キャビティに溶融樹脂を射出することによって成形品を成形する射出成形装置が知られている。射出成形装置は、通常、第１の成形型と、その第１の成形型に対して開閉する第２の成形型と、加圧した溶融樹脂を射出する樹脂射出部を有している。第１の成形型は、成形品の表側の面（以下、意匠面という。）を成形する表側キャビティ面を有している。第２の成形型は、成形品の裏側の面（以下、裏面という。）を成形する裏側キャビティ面を有している。
この射出成形装置を用いて成形品を成形するには、まず、第１の成形型に対して第２の成形型を閉じる。成形型を閉じると、第１の成形型の表側キャビティ面と第２成形型の裏側キャビティ面によって形成されるキャビティに、樹脂射出部から溶融した樹脂を射出する。キャビティに射出された溶融樹脂は、冷却されて成形品となり、その後にキャビティから取り出される。キャビティに射出された溶融樹脂は、冷却して凝固する際に収縮する。溶融樹脂が収縮すると、成形品がキャビティ面から剥離する。成形品がキャビティ面から剥離すると、成形品を意図した形状に仕上げることができないという問題が生じる。
【０００３】
かかる問題を解決するため、特許文献１の技術が知られている。特許文献１の射出成形装置では、第２の成形型に裏側キャビティ面に開口する複数の流路と、その複数の流路に対して所定圧力の流体を供給する流体供給部を備えている。すなわち、複数の流路にはそれぞれ第１流体供給管が接続され、それら複数の第１流体供給管は１本の第２流体供給管を介して流体供給源に接続される。第２流体供給管にはバルブが配され、バルブによって第２流体供給管が開閉される。
この射出成形装置では、キャビティに射出された溶融樹脂を冷却する際に、第２流体供給管に配されたバルブを開いて、流体供給源からの流体を第２の成形型の各流路に供給する。各流路に供給された流体は、成形品の裏面へ供給され、成形品の裏面を裏側キャビティ面から剥離させると共に、成形品の意匠面を表側キャビティ面に押付ける。従って、成形品の意匠面が表側キャビティ面から剥離することが防止され、成形品の意匠面を意図した表面形状に仕上げることができる。成形品の裏面は裏側キャビティ面から剥離するため意図した形状に仕上げることができないが、成形品の裏面は使用者や需要者等の目に触れることが少ないため問題はない。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−５８４９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の技術によって成形品の意匠面を表側キャビティ面に押し付けようとすると、各流路から成形品の裏面へ供給する流体の圧力を２０ＭＰａ程度の大きな圧力とする必要がある。また、各流路から成形品の裏面に供給する流体の圧力が大きくなると、射出成形型にも２０ＭＰａ以上の耐圧が必要とされ、大型で高価な射出成形型が必要とされる。そこで、本発明者らが種々の検討を行ったところ、キャビティの溶融樹脂を冷却する際に、各流路に供給された流体の流体圧力によって溶融樹脂を加圧すると同時に、その溶融樹脂を樹脂射出部側からも加圧することで、成形品の意匠面を意図した形状に射出成形するのに必要な圧力を低減できることが判明した。
しかしながら、新たな射出成形技術では、キャビティの溶融樹脂の加圧と各流路に流体を供給することで、成形品の意匠面を意図した形状に射出成形するのに要する圧力を低減できる反面、各流路に供給する流体の圧力が低くなることによって、下記の問題が生じる。
すなわち、流路に供給する流体の圧力が低下すると、キャビティに射出された溶融樹脂が冷却して固化する際に、流路の裏側キャビティ面への開口部近傍に溶融樹脂が付着し易くなる。特に、第２の成形型に複数の流路を設けると、各流路の長さの相違や、各流路の開口部周辺のキャビティ形状の相違等に基づく溶融樹脂の圧力差によって、流路毎に流路抵抗が異なることがある。かかる場合、流体の供給圧力が低いと、流路抵抗の大きな流路には極めて少量の流体しか流れず、その流路の開口部近傍へ溶融樹脂が付着し易い。一旦、流路の開口部近傍に溶融樹脂が付着すると、その流路の流路抵抗が増加するので、その流路に流体がさらに流れ難くなる。このため、その流路の開口部への溶融樹脂の付着量が増加し、その流路近傍では成形品の裏面が裏側キャビティ面から十分に剥離しないという問題が生じる。
【０００６】
そこで、本発明は、裏側キャビティ面に開口する流路を複数設けた射出成形装置において、各流路の流路抵抗が異なる場合にも、各流路に適切な流量の流体を供給することができる射出成形装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の射出成形装置は、キャビティに溶融樹脂を射出することによって成形品を成形する。この射出成形装置は、成形品の表側の面を成形する表側キャビティ面を有する第１の成形型と、成形品の裏側の面を成形する裏側キャビティ面を有する第２の成形型と、第２の成形型内を貫通し、裏側キャビティ面に開口する複数の流路と、キャビティに加圧した溶融樹脂を射出する樹脂射出部と、複数の流路に対して所定圧力の流体を供給し、裏側キャビティ面側からキャビティで成形される成形品に対して流体圧を加える流体供給部と、複数の流路内を各々流れる流体の流量を調節する流量調節手段とを備えている。この射出成形装置は、樹脂射出部によりキャビティ内の溶融樹脂に圧力を加えた状態を維持しながら流体供給部によりキャビティ内の溶融樹脂に流体圧を加え、樹脂射出部と流体供給部の両方で圧力を加えた状態で溶融樹脂を冷却させる。
この射出成形装置では、第２の成形型の複数の流路内を各々流れる流体の流量を調節する流体流量調節手段が設けられている。このため、各流路の流路抵抗が異なる場合には、流体流量調節手段によって、それぞれの流路の流路抵抗を調節することができ、各流路に適切な流量の流体を流すことができる。これによって、流路の開口部近傍への溶融樹脂の付着を防止することができる。
上述した射出成形装置は、第１の成形型には、第１の成形型内を貫通し、表側キャビティ面に開口しており、樹脂射出部から供給される溶融樹脂をキャビティ内に導入するゲートが形成されており、表側キャビティ面のうちのゲートの開口部が形成されている面と、裏側キャビティ面のうちの少なくとも１つの流路の開口部が形成されている面とが対向しており、ゲートの開口部と前記１つの流路の開口部とが、対向しない位置にあることが好ましい。
また、上述した射出成形装置は、キャビティ内の溶融樹脂が所定の温度まで冷却されたら、樹脂射出部によりキャビティ内の溶融樹脂に圧力を加えるのを停止し、その後は流体供給部のみによってキャビティ内の溶融樹脂に圧力を加えた状態で溶融樹脂を冷却させることが好ましい。
【０００８】
また本発明は、上記課題を解決することができる射出成形用の成形型を提供する。すなわち、本発明の成形型は、キャビティに溶融樹脂を射出することによって成形品を成形するための成形型であり、成形品の表側の面を成形する表側キャビティ面と、成形品の裏側の面を成形する裏側キャビティ面と、裏側キャビティ面に開口する複数の流路と、複数の流路内を各々流れる流体の流量を調節する流量調節手段と、を備えている。
この成形型によっても、成形型の各流路に流量調節手段がそれぞれ設けられているため、各流路に適切な流量の流体を流すことができる。
【０００９】
さらに本発明は、流路の開口部近傍へ付着した溶融樹脂を除去する方法を提供する。
すなわち、本発明の射出成形方法は、キャビティに溶融樹脂を射出することによって成形品を成形する射出成形方法であり、キャビティに溶融樹脂を射出する射出工程と、キャビティに射出された溶融樹脂を冷却する冷却工程と、溶融樹脂の冷却後にキャビティから成形品を取り出す成形品取出工程と、を有する。そして、冷却工程中の少なくともその一部の期間において、裏側キャビティ面に開口する流路から射出された溶融樹脂と裏側キャビティ面との間に流体が供給され、成形品取出工程では、前記流路から裏側キャビティ面に向かって少なくとも１回流体をブローすることを特徴とする。
この射出成形方法では、成形品取出工程で流路から裏側キャビティ面に向かって流体をブローする。流路から裏側キャビティ面に向かって流体をブローすると、流路の開口部近傍に付着した樹脂等を吹き飛ばすことができる。このため、仮に冷却工程で流路の開口部近傍へ溶融樹脂が付着しても、その付着した溶融樹脂が流体ブローによって吹き飛ばされ、流路の詰りを未然に防止することができる。
なお、上記のブローは成形品取出工程中に行うため、成形品は凝固して固まっており、成形品の仕上がりに影響はない。また、ブローを成形品取出工程と平行して行うことで、射出成形のサイクルタイムが長くなることを防止できる。
【００１０】
また、裏側キャビティ面に開口する流路が複数設けられている場合には、成形品取出工程では流路毎に流体をブローすることが好ましい。このような構成によると、流路毎に流体をブローするため、各流路を流れる流体の圧力を大きくでき、流路の詰りを効果的に解消することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
下記に詳細に説明する実施例の主要な特徴を最初に列記する。
（形態１）射出成形装置は、金型（成形型）と、金型のキャビティに溶融樹脂を射出する樹脂射出部と、金型のキャビティに空気を供給する空気供給部を有している。
（形態２）金型は、雌金型と、雌金型に対して進退動する雄金型によって構成されている。雌金型に雄金型が当接することで金型が閉じられ、雌金型に対して雄金型が離間することで金型が開かれる。
（形態３）雌金型は成形品の意匠面を成形するための表側キャビティ面を有している。雄金型は成形品の裏面を成形するための裏側キャビティ面を有している。金型が閉じた状態では、表側キャビティ面と裏側キャビティ面によってキャビティが形成される。
（形態４）雌金型は表側キャビティ面に開口するゲートを備えている。樹脂射出部から射出された溶融樹脂は、ゲートを介してキャビティに射出される。
（形態５）雄金型は裏側キャビティ面に開口する空気流路を複数備えている。空気供給部から供給される空気は、雄金型の空気流路を介してキャビティに供給される。
（形態６）空気供給部は、ポンプ（空気供給源）と、ポンプにその一端が接続された空気供給管と、空気供給管に接続された複数の分岐管を有している。分岐管は雄金型の各空気流路に接続されている。
（形態７）各分岐管には流量調節弁が配置されている。流量調節弁は制御装置によって開閉制御される。流量調節弁は、接続される空気流路毎に、予め設定された開度に開くように調整されている。
（形態８）流量調節弁の開度は、雄金型の各空気流路に適切な流量の空気が流れるように設定されている。
（形態９）金型から成形品を取り出す際に、雄金型の各空気流路を空気でブローする。空気流路の空気ブローは空気流路毎に行われる。
【実施例】
【００１２】
本発明の一実施例に係る射出成形装置について、図面を参照しながら説明する。まず、本実施例の射出成形装置を説明する前に射出成形装置によって成形される成形品について説明する。図１は本実施例の射出成形装置によって成形される成形品１０の一例を示す斜視図である。
図１に示す成形品１０は自動車用の樹脂バンパである。成形品１０は、自動車に組みつけられたときに自動車の表側の面となる意匠面１２と、裏側の面となる裏面１４を有している。意匠面１２は、使用者や需要者に視認される面であり、意図した表面形状となるように精密に仕上げる必要がある。裏面１４は、需要者に視認されない面であり、表面形状が重視されない。したがって、本実施例では、裏面１４側から空気を供給し、意匠面１２側から溶融樹脂を射出するようにしている。図１の符号１６ａ、１６ｂ、１６ｃは成形品１０の裏面１４に空気を供給するための空気供給経路を示しており、図１の符号１７は溶融樹脂の射出経路を示している。
なお、本実施例の射出成形装置は、図１に示す自動車用バンパ以外にも種々の部品（例えば、自動車等に組み付けられる部品（ダッシュボード等））を成形することができる。また、本実施例の射出成形装置は、後述するように溶融樹脂を低圧で射出するため、自動車用バンパ等の大形の成形品を成形するのに適している。
【００１３】
次に、射出成形装置の構成について説明する。図２は本実施例の射出成形装置を模式的に示す断面図であり、図１の成形品１０のII−II線に対応する位置の断面を示している。図２に示すように射出成形装置１８は、金型２０と、金型２０内に溶融樹脂を射出する樹脂射出部３４と、金型２０内に空気を供給する空気供給部４６を備えている。
【００１４】
金型２０は、雌金型２２と、図示しない駆動機構によって雌金型２２に対して進退動する雄金型２４を有している。雌金型２２は、成形品１０の意匠面１２を成形するためのキャビティ面２２ａと、キャビティ面２２ａに開口するゲート２８を有している。キャビティ面２２ａは、雄金型２４と対向する面に形成されている。キャビティ面２２ａは、成形品１０の意匠面１２に対応する形状に形成されている。
ゲート２８の反キャビティ面側の端部は雌金型２２の外表面に開口している。ゲート２８の反キャビティ面側の端部には樹脂射出部３４より樹脂が供給される。供給された樹脂は、ゲート２８を通ってゲート２８のキャビティ面２２ａ側の端部よりキャビティ２６に射出されるようになっている。すなわち、ゲート２８はキャビティ２６に溶融樹脂を導く射出流路であり、図１の樹脂射出経路１７に相当する。
【００１５】
雄金型２４は、成形品１０の裏面１４を成形するためのキャビティ面２４ａと、キャビティ面２４ａに開口する流路２４ｅ、２４ｆ、２４ｇを有している。キャビティ面２４ａは、雌金型２２と対向する面に形成されている。キャビティ面２４ａは、成形品１０の裏面１４に対応する形状に形成されている。
流路２４ｅの一端はキャビティ面２４ａの一端近傍に開口し、その開口部２４ｂにはベント３６ａが配設されている。ベント３６ａは、空気を通過させる一方で溶融樹脂を通過させない小孔を有している。従って、溶融樹脂をキャビティ２６に充填しても、溶融樹脂が流路２４ｅに流れ込むことはない。流路２４ｅの他端は、雄金型２４の外部に開口している。流路２４ｅの他端には後述する空気供給部４６が接続され、空気供給部４６からの空気が流路２４ｅに供給される。空気供給部４６から供給された空気は、流路２４ｅを通ってベント３６ａからキャビティ２６に供給される。したがって、流路２４ｅはキャビティ２６に空気を供給するための空気流路であり、図１の空気供給経路１６ａに相当する。
流路２４ｆの一端はキャビティ面２４ａの他端近傍に開口し、その開口部２４ｃにはベント３６ｂが配設されている。ベント３６ｂは、上述したベント３６ａと同様に構成されている。流路２４ｆの他端は、雄金型２４の外部に開口している。流路２４ｆの他端にも空気供給部４６が接続され、空気供給部４６から供給された空気が流路２４ｆを通ってキャビティ２６に供給されるようになっている。したがって、流路２４ｆはキャビティ２６に空気を供給するための空気流路であり、図１の空気供給経路１６ｂに相当する。
流路２４ｇの一端はキャビティ面２４ａの略中央に開口し、その開口部２４ｄにはベント３６ｃが配設されている。ベント３６ｃは、上述したベント３６ａ、３６ｂと同様に構成されている。流路２４ｇの他端は、雄金型２４の外部に開口している。流路２４ｇの他端にも空気供給部４６が接続され、空気供給部４６から供給される空気が流路２４ｇを通ってキャビティ２６に供給されるようになっている。したがって、流路２４ｇはキャビティ２６に空気を供給するための空気流路であり、図１の空気供給経路１６ｃに相当する。
【００１６】
図から明らかなように、流路２４ｅと流路２４ｆは略同一長さとなる一方で、流路２４ｇは流路２４ｅ、２４ｆとは異なる長さとなる。また、流路２４ｅと流路２４ｆはキャビティ２６の端部（すなわち、成形品１０の端部）に空気を供給するのに対して、流路２４ｇはキャビティ２６の中央（すなわち、成形品１０の中央）に空気を供給する。さらに、後述するように、流路２４ｅ、２４ｆ、２４ｇの開口部２４ｂ、２４ｃ、２４ｄの近傍には微量の樹脂が付着する場合があり、その付着量は流路２４ｅ、２４ｆ、２４ｇのそれぞれで異なる。従って、流路２４ｅ、２４ｆ、２４ｇの流路抵抗はそれぞれ異なることとなる。
【００１７】
上述した雄金型２４を雌金型２２に向かって移動させると、雄金型２４と雌金型２２が当接して金型２０が閉じられる。金型２０が閉じられると、雌金型２２のキャビティ面２２ａと雄金型２４のキャビティ面２４ａによってキャビティ２６が形成される。キャビティ２６の形状は成形品１０の形状と対応している。金型２０を閉じた状態でキャビティ２６に溶融樹脂を射出することで、成形品１０が成形される。成形された成形品１０は、金型２０を開いて取り出すことができる。すなわち、雄金型２４を雌金型２２から離れる方向に移動させて金型２０を開き、金型２０内から成形品１０を取り出すことができる。
また、図１に示すように、雄金型２４の流路２４ｇ（空気供給経路１６ｃ）は、雌金型２２のゲート２８（樹脂射出経路１７）に対して高さ方向にずらした位置に設けられている。このため、ゲート２８から射出される溶融樹脂の圧力が、流路２４ｇの開口部２４ｄ（すなわち、ベント３６ｃ）に直接加わらない。これにより、ゲート２８から射出される溶融樹脂の圧力によってベント３６ｃが破損することが防止されている。
【００１８】
樹脂射出部３４は、ランナー３２と、ランナー３２の先端に設けられたノズル３０を備えている。ランナー３２の基端には図示しない射出機が接続される。ノズル３０の先端は雌金型２２のゲート２８に当接される。射出機は、溶融樹脂の圧力と射出速度を調整することができ、圧力と射出速度を調整した溶融樹脂をランナー３２へ射出する。本実施例では、射出機から射出される溶融樹脂の圧力は比較的低圧に設定されている（例えば、８ＭＰａ程度）。射出機から射出された溶融樹脂は、ランナー３２内を流れて、ノズル３０から雌金型２２のゲート２８に供給される。
【００１９】
空気供給部４６は、ポンプ４４と、第２空気配管４２ｄと、第２空気配管４２ｄから分岐する第１空気配管４２ａ、４２ｂ、４２ｃを備えている。ポンプ４４は、空気を吸入し、吸入した空気を圧縮して吐出する。ポンプ４４は、例えば１．５ＭＰａ程度の比較的低圧の空気を吐出する。ポンプ４４は図示しない制御装置によってＯＮ／ＯＦＦされるようなっている。
ポンプ４４には第２空気配管４２ｄの一端が接続されている。第２空気配管４２ｄには、第１空気配管４２ａ、４２ｂ、４２ｃがそれぞれ接続されている。第１空気配管４２ａ、４２ｂ、４２ｃの他端には、雄金型２４の流路２４ｅ、２４ｆ、２４ｇにそれぞれ接続されている。
第１空気配管４２ａ、４２ｂ、４２ｃには、バルブ４０ａ、４０ｂ、４０ｃがそれぞれ設けられている。バルブ４０ａ、４０ｂ、４０ｃの開閉は、図示しない制御装置によって制御される。バルブ４０ａ、４０ｂ、４０ｃを開いたときの開度は、雄金型２４の各流路２４ｅ、２４ｆ、２４ｇを流れる空気の流量が略同一となるように設定されている。上述したように、雄金型２４の各流路２４ｅ、２４ｆ、２４ｇは流路抵抗が異なるので、バルブ４０ａ、４０ｂ、４０ｃの開度は流路２４ｅ、２４ｆ、２４ｇの流路抵抗にあわせてバルブ毎に設定されている。なお、各流路２４ｅ、２４ｆ、２４ｇからキャビティ２６に供給される空気の圧力は１ＭＰａ程度とすることができる。
【００２０】
上述した空気供給部４６において、バルブ４０ａ、４０ｂ、４０ｃを閉じた状態でポンプ４４をＯＮすると、ポンプ４４からの空気が第２空気配管４２ｄ及び第１空気配管４２ａ、４２ｂ、４２ｃへ流れる。第１空気配管４２ａ、４２ｂ、４２ｃは、その途中でバルブ４０ａ、４０ｂ、４０ｃにより遮断されているため、ポンプ４４からの空気が雄金型２４の流路２４ｅ、２４ｆ、２４ｇへ供給されることはない。この状態からバルブ４０ａ、４０ｂ、４０ｃを開くと、第１空気配管４２ａ、４２ｂ、４２ｃへ導かれた空気は、バルブ４０ａ、４０ｂ、４０ｃにより流量を調節され、雄金型２４の流路２４ｅ、２４ｆ、２４ｇからキャビティ２６へ１ＭＰａ程度の圧力で供給される。
【００２１】
上記の射出成形装置１８によって成形品１０を射出成形する方法を図３を参照して説明する。図３は射出成形装置１８によって成形品を射出成形する際の工程図である。
図３に示すように、まず、雌金型２２に対して開いている雄金型２４を駆動機構によって雌金型２２に向かって移動させ、雄金型２４と雌金型２２を当接させて金型２０を閉じる（型閉め工程）。型締め工程中は、流体供給部４６のポンプ４４はＯＮされている一方で、バルブ４０ａ、４０ｂ、４０ｃは閉じられている。このため、ポンプ４４は空気を吸入・圧縮して第２空気配管４２ｄ及び第１空気配管４２ａ、４２ｂ、４２ｃへ供給しているが、バルブ４０ａ、４０ｂ、４０ｃが閉じられているため、雄金型２４の流路２４ｅ、２４ｆ、２４ｇへは空気が供給されていない。
なお、型締め工程を行う前に、雄金型２４のキャビティ面２４ａと雌金型２２のキャビティ面２２ａに離型剤を塗布するようにしてもよい。キャビティ面２２ａ、２４ａに離型剤を塗布することで、後述する成形品取出工程で金型２０から成形品１０を容易に取り出すことができる。
【００２２】
型締め工程によって金型２０を閉じたら、次に、樹脂射出部３４から雌金型２２のゲート２８に溶融樹脂を射出する（射出工程）。すなわち、樹脂射出部３４の射出機は、ランナー３２内に溶融樹脂を射出する。ランナー３２内に射出された溶融樹脂は、ノズル３０を通って雌金型２２のゲート２８へ導かれ、ゲート２８からキャビティ２６へ射出される。これによって、キャビティ２６が溶融樹脂で充填される。この状態では、雄金型２４の流路２４ｅ、２４ｆ、２４ｇの開口部２４ｂ、２４ｃ、２４ｄも溶融樹脂に覆われるが、溶融樹脂は開口部２４ｂ、２４ｃ、２４ｄに設けられたベント３６ａ、３６ｂ、３６ｃを通過できないので、流路２４ｅ、２４ｆ、２４ｇ内に溶融樹脂は流れ込まない。
【００２３】
キャビティ２６に溶融樹脂が充填されたら、樹脂射出部３４から溶融樹脂へ圧力を加え続けるとともに、金型２０を冷却し、キャビティ２６に充填した溶融樹脂を冷却する（保圧・冷却工程）。保圧・冷却工程では、バルブ４０ａ、４０ｂ、４０ｃを開き、雄金型２４の流路２４ｅ、２４ｆ、２４ｇよりキャビティ２６に空気を供給する。すなわち、保圧・冷却工程の前にポンプ４４はＯＮされているので、ポンプ４４が送り出す空気が第２空気配管４２ｄ及び第１空気配管４２ａ、４２ｂ、４２ｃに供給されている。従って、バルブ４０ａ、４０ｂ、４０ｃを開くと、第１空気配管４２ａ、４２ｂ、４２ｃに供給されていた空気が雄金型２４の流路２４ｅ、２４ｆ、２４ｇへ供給される。流路２４ｅ、２４ｆ、２４ｇへ供給された空気は、キャビティ２６に供給される。既に説明したように、流路２４ｅ、２４ｆ、２４ｇの流路抵抗はそれぞれ異なっているが、バルブ４０ａ、４０ｂ、４０ｃの開度が各流路２４ｅ、２４ｆ、２４ｇの流路抵抗に応じて設定されている。従って、各流路２４ｅ、２４ｆ、２４ｇからキャビティ２６へ供給される空気の流量は略同一となり、いずれも１ＭＰａ程度の圧力となっている。
【００２４】
保圧・冷却工程では、キャビティ２６に充填された溶融樹脂が冷却されて収縮を開始する。樹脂射出部３４から溶融樹脂にかける圧力は、溶融樹脂が冷却されて収縮するにつれ、キャビティ面２４ａ側の溶融樹脂に伝達され難くなる。キャビティ面２４ａ側の溶融樹脂に作用する圧力が、流路２４ｅ、２４ｆ、２４ｇの空気に加えられている圧力よりも低下すると、空気が溶融樹脂とキャビティ面２４ａの間に浸入し、溶融樹脂とキャビティ面２４ａが剥離する。溶融樹脂の収縮に伴って、キャビティ面２４ａ近傍の溶融樹脂の圧力が低下するため、低圧の空気が溶融樹脂とキャビティ面２４ａの間に容易に浸入することができる。一方、溶融樹脂の収縮に伴って、キャビティ面２２ａ近傍の溶融樹脂の圧力も低下するが、溶融樹脂がキャビティ面２２ａから剥離しない間に、溶融樹脂とキャビティ面２４ａが剥離するので、溶融樹脂とキャビティ面２２ａの剥離が抑制される。この際、各流路２４ｅ、２４ｆ、２４ｇからキャビティ２６へ供給される空気の流量が略同一となるように調整されているため、キャビティ面２４ａからの溶融樹脂の剥離がキャビティ面２４ａの略全域で均等に促進される。
【００２５】
キャビティ２６に充填された溶融樹脂が雌金型２２のキャビティ面２２ａから剥離しないようにして冷却されると、成形品１０の意匠面１２はキャビティ面２２ａの形状を正確に転写している。即ち、成形品１０の意匠面１２は、意図した表面形状に精密に仕上がっている。一方、成形品１０の裏面１４は、雄金型２４のキャビティ面２４ａから剥離するため、雄金型２４のキャビティ面２４ａの形状を正確に転写していない。しかしながら、成形品１０の裏面１４は、需要者に視認されない面であり、その表面形状は商品価値に大きな影響を与えないので問題はない。
なお、従来の射出成形方法では、成形品１０と同程度の大きさの成形品を射出成形するのに、流路からキャビティへ２０ＭＰａ程度の圧力で空気を供給しなければ、成形品の意匠面を意図した表面形状に精密に仕上げることができなかった。本実施例の射出成形装置１８では、空気の供給圧力は１ＭＰａ程度、溶融樹脂の補充圧力は８ＭＰａ程度という低い圧力でも、意匠面の形状を意図した表面形状に精密に仕上げることがでる。
また、各流路２４ｅ、２４ｆ、２４ｇに供給する空気圧力を低圧とすると、各流路２４ｅ、２４ｆ、２４ｇの開口部２４ｂ、２４ｃ、２４ｄの近傍に樹脂が付着し易くなる。しかし、本実施例の射出成形装置１８は、バルブ４０ａ、４０ｂ、４０ｃによって、各流路２４ｅ、２４ｆ、２４ｇを流れる空気を適切な流量に調節している。従って、開口部２４ｂ、２４ｃ、２４ｄの近傍への樹脂の付着が抑制される。但し、本実施例の射出成形装置１８は、流路から供給する空気の圧力が１ＭＰａと低圧であるため、開口部２４ｂ、２４ｃ、２４ｄの近傍に微量の樹脂が付着することがある。
【００２６】
キャビティ２６に充填された溶融樹脂が所定の温度まで冷却されたら、樹脂射出部３４から溶融樹脂へ圧力を加えるのを停止する。樹脂射出部３４から溶融樹脂へ圧力を加えるのを停止した後も、継続して流路２４ｅ、２４ｆ、２４ｇに空気を供給しながら、さらに溶融樹脂を冷却する（冷却工程）。
キャビティ２６に充填された溶融樹脂が十分に冷却されて成形品１０となると、次に、金型２０を開いて（型開き工程）、キャビティ２６から成形品１０を取り出す（成形品取出工程）。すなわち、バルブ４０ａ、４０ｂ、４０ｃを閉じ、次いで、図示しない駆動機構によって雄金型２４を雌金型２２に対して離間する方向に移動させて金型２０を開き、金型２０から成形品１０を取り出す。なお、上述した流路２４ｅ、２４ｆ、２４ｇからの空気供給によって、成形品１０は雄金型２４のキャビティ面２４ａから剥離されているため、成形品１０の取り出しは成形品１０を雌金型２２のキャビティ面２２ａから引き剥がすだけでよい。
【００２７】
上述した金型２０の開放から成形品１０の取り出しまでの間に、流路２４ｅ、２４ｆ、２４ｇのそれぞれから空気ブローを行う。具体的には、まず、流体供給部４６のバルブ４０ａを開き、流路２４ｅの開口部２４ｂから空気をブローする。開口部２４ｂから空気を所定時間だけブローしたらバルブ４０ａを閉じる。同様にして、バルブ４０ｂを開いて開口部２４ｃから空気をブローし、その空気ブローが終了するとバルブ４０ｂを閉じ、最後に、バルブ４０ｃを開いて開口部２４ｄから空気をブローし、その空気ブローが終了するとバルブ４０ｃを閉じる。各流路２４ｅ、２４ｆ、２４ｇを空気ブローすることによって、射出工程から冷却工程を行う間に開口部２４ｂ、２４ｃ、２４ｄの近傍に付着した微量の樹脂等が吹き飛ばされ、雄金型２４の流路２４ｅ、２４ｆ、２４ｇの詰りを防止することができる。
なお、上記の空気ブローは成形品取出工程中に行うため、キャビティ２６に射出された溶融樹脂は凝固して成形品１０となっており、成形品１０の仕上がりに影響はでない。また、型開き工程、成形品取出工程中に空気をブローするため、射出成形のサイクルタイムが長くなることが防止される。また、流路毎に空気ブローを行うため、各流路２４ｅ、２４ｆ、２４ｇを流れる空気の圧力が大きくなり、開口部２４ｂ、２４ｃ、２４ｄに付着した樹脂等を効果的に除去でき、流路２４ｅ、２４ｆ、２４ｇの詰りを効果的に解消することができる。
【００２８】
上述した説明から明らかなように、本実施例の射出成形装置１８では、雄金型２４の流路２４ｅ、２４ｆ、２４ｇのそれぞれに対して設けられたバルブ４０ａ、４０ｂ、４０ｃによって、各流路２４ｅ、２４ｆ、２４ｇを流れる空気の流量が調節されている。従って、各流路２４ｅ、２４ｆ、２４ｇの流路抵抗が異なっても、各流路２４ｅ、２４ｆ、２４ｇからキャビティ２６へ適切な流量の空気を供給することができる。従って、成形品１０の意匠面１２がキャビティ面２２ａから剥離するのを抑制することができ、意匠面１２を意図した形状に仕上げることができる。さらに、各流路２４ｅ、２４ｆ、２４ｇから適切な流量の空気が供給されるので、その開口部２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ近傍への樹脂の付着が抑制される。
また、本実施例では、成形品取出工程中に、雄金型２４の流路２４ｅ、２４ｆ、２４ｇの開口部２４ｂ、２４ｃ、２４ｄを個々に空気ブローする。このため、各開口部２４ｂ、２４ｃ、２４ｄに付着した樹脂等が吹き飛ばされ、流路２４ｅ、２４ｆ、２４ｇの詰まりを防止することができる。また、成形品取出工程中に空気をブローするため、空気ブローによって射出成形のサイクルタイムが長時間となることはない。
【００２９】
なお、上述した実施例では、雄金型２４の各流路２４ｅ、２４ｆ、２４ｇを流れる空気の流量を雄金型２４の外部に配置したバルブ４０ａ、４０ｂ、４０ｃによって調節したが、本発明はこのような形態に限られず、雄金型内に各流路の流量を調節するバルブを組み込むこともできる。
また、上述した実施例では、雄金型２４の各流路２４ｅ、２４ｆ、２４ｇの空気流量が略同一となるようにバルブ４０ａ、４０ｂ、４０ｃを調節したが、本発明はこのような形態に限られず、成形される成形品の形状や空気供給位置（流路の開口位置）に応じて流路毎に異なる流量となるように調節してもよい。
さらに、上述した実施例では、雄金型の各流路のそれぞれに対して流量調節用のバルブを設けたが、本発明はこのような形態に限られない。例えば、雄金型の各流路に対して単なる開閉バルブ（すなわち、開度が調節できないバルブ）を設けるようにしてもよい。すなわち、単なる開閉バルブを用いると各流路に流量差が生じるが、成形品取出工程で空気ブローを行うことによって、各流路の流量差が拡大してゆくことが抑制される。このため、各流路の時間の経過に伴う詰りを抑制することができ、各流路の流量差が成形品の形状に大きな影響を与えないようにすることができる。
あるいは、ポンプに接続された第２空気配管に開閉バルブ（開度が調節できないバルブ）を配し、第２空気配管から分岐した各第１空気配管には手動で開度が調節できる流量調節バルブを配するようにしてもよい。このような構成によると、制御装置によって開閉されるバルブの数を減らしながら、各流路の流量を調節することができる。
さらに、上述した実施例では、雄金型２４の各流路２４ｅ、２４ｆ、２４ｇに接続される第１流体配管４２ａ、４２ｂ、４２ｃのそれぞれに対して、バルブ４０ａ、４０ｂ、４０ｃを設けたが、本発明はこのような形態に限られない。例えば、第１流体配管４２ａ、４２ｂにのみバルブ４０ａ、４０ｂを設けても良い。このような構成によると、バルブ４０ａ、４０ｂの開度の調節によって、流路２４ｅ、２４ｆの空気流量だけでなく、２４ｇの空気流量も調節することができる。
【００３０】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例をさまざまに変形、変更したものが含まれる。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本実施例の射出成形装置で成形する成形品の一例を斜視した図。
【図２】本実施例の射出成形装置の概略断面図。
【図３】本実施例の射出成形装置で射出成形を行う際の工程図。
【符号の説明】
【００３２】
１０：成形品
１２：意匠面
１４：裏面
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ：空気供給経路
１７：樹脂射出経路
１８：射出成形装置
２０：金型
２２：雌金型
２２ａ：キャビティ面
２４：雄金型
２４ａ：キャビティ面
２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ：開口部
２４ｅ、２４ｆ、２４ｇ：流路
２６：キャビティ
２８：ゲート
３０：ノズル
３２：ランナー
３４：樹脂射出部
３６ａ、３６ｂ、３６ｃ：ベント
４０ａ、４０ｂ、４０ｃ：バルブ
４２ａ、４２ｂ、４２ｃ：第１流体供給管
４２ｄ：第２流体供給管
４４：ポンプ
４６：流体供給部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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