(57)【要約】【課題】成形品の機械的強度が低くなるのを十分に防止することができ、耐久性を十分に向上させることができるようにする。【解決手段】射出装置と、金型装置と、押込み部材及び押込み用の駆動部を備えた成形材料押込み装置と、キャビティ空間Ｃｖ内において、成形材料が分流し、合流部分で合流する直前に、成形材料溜まり部内の成形材料をキャビティ空間Ｃｖ内に押し込み、キャビティ空間Ｃｖ内の成形材料をシリンダ部材内に逆流させる制御部とを有する。成形材料が合流部分で合流する直前に、成形材料溜まり部内の成形材料がキャビティ空間Ｃｖ内に押し込まれ、シリンダ部材内に逆流させられるので、合流部分において成形材料を十分に流動させることができる。【選択図】図１
2017035821.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）シリンダ部材、該シリンダ部材内において回転自在に、かつ、進退自在に配設され、先端にヘッド部を備えた射出部材、前記ヘッド部の前方と後方とを選択的に連通させる連通機構、及び前記射出部材を回転させ、進退させるための駆動装置を備えた射出装置と、
（ｂ）第１の金型、及び該第１の金型に対して接離自在に配設された第２の金型を備え、第２の金型を第１の金型に当接させたときに、第１、第２の金型間にキャビティ空間を形成する金型装置と、
（ｃ）前記キャビティ空間と連通させて形成された成形材料溜まり部に、先端を臨ませて進退自在に配設された押込み部材、及び該押込み部材を進退させるための押込み用の駆動部を備えた成形材料押込み装置と、
（ｄ）前記シリンダ部材内で射出部材を前進させて、溶融させられた成形材料を射出し、前記キャビティ空間に充填し、キャビティ空間内において、前記成形材料が分流し、合流部分で合流する直前に、前記押込み部材を前進させて成形材料溜まり部内の成形材料をキャビティ空間内に押し込み、前記シリンダ部材内で射出部材を後退させ、キャビティ空間内の成形材料をシリンダ部材内に逆流させ、続いて、前記シリンダ部材内で射出部材を前進させることによって、キャビティ空間内の成形材料の圧力を高くする制御部とを有することを特徴とする射出成形機。
【請求項２】
前記制御部は、前記キャビティ空間内の成形材料をシリンダ部材内に逆流させるタイミングで、シリンダ部材内の溶融させられた成形材料の温度と、キャビティ空間内の成形材料の温度との差を設定範囲内にする請求項１に記載の射出成形機。
【請求項３】
前記金型装置は、キャビティ空間内の成形材料を加熱するために、誘導加熱用のコイルを備える請求項２に記載の射出成形機。
【請求項４】
前記制御部は、前記押込み部材を前進させて成形材料溜まり部内の成形材料をキャビティ空間内に押し込むタイミングと、前記シリンダ部材内で射出部材を後退させてキャビティ空間内の成形材料をシリンダ部材内に逆流させるタイミングとを同期化させる請求項１〜３のいずれか１項に記載の射出成形機。
【請求項５】
前記制御部は、前記キャビティ空間内の成形材料をシリンダ部材内に逆流させるタイミングで、前記連通機構において、ヘッド部より前方と後方とを非連通にする請求項１〜４のいずれか１項に記載の射出成形機。
【請求項６】
前記成形材料溜まり部は前記キャビティ空間に形成される請求項１〜５のいずれか１項に記載の射出成形機。
【請求項７】
前記成形材料溜まり部は、前記キャビティ空間に成形材料を供給するためのランナに形成される請求項１〜５のいずれか１項に記載の射出成形機。
【請求項８】
前記金型装置は、一つのキャビティ空間に対して複数のゲートを備える請求項１〜７のいずれか１項に記載の射出成形機。
【請求項９】
前記成形材料溜まり部は、一つのキャビティ空間に対して複数形成される請求項１〜８のいずれか１項に記載の射出成形機。
【請求項１０】
前記押込み部材を前進させ、成形材料溜まり部内の成形材料をキャビティ空間内に押し込んだときに、キャビティ空間内の成形材料の流れを制御する型内流動制御部材を有する請求項１〜９のいずれか１項に記載の射出成形機。
【請求項１１】
前記制御部は、キャビティ空間内の成形材料の流れを制御するために前記型内流動制御部材を前進させる請求項１０に記載の射出成形機。
【請求項１２】
前記制御部は、キャビティ空間内の成形材料の流れを制御するために型内流動制御部材を後退させる請求項１０に記載の射出成形機。
【請求項１３】
前記成形材料は、直鎖分子の構造を有する液晶ポリマーである請求項１〜１２のいずれか１項に記載の射出成形機。
【請求項１４】
前記成形材料にフィラーが混入される請求項１３に記載の射出成形機。
【請求項１５】
（ａ）シリンダ部材内で射出部材を前進させて溶融させられた成形材料を射出し、金型装置のキャビティ空間に充填し、
（ｂ）キャビティ空間内において、溶融させられた成形材料が分流し、合流部分で合流する直前のタイミングで、キャビティ空間と連通させて形成された成形材料溜まり部において、押込み部材を前進させて、成形材料溜まり部内の成形材料をキャビティ空間内に押し込み、シリンダ部材内で前記射出部材を後退させ、キャビティ空間内の成形材料をシリンダ部材内に逆流させ、
（ｃ）シリンダ部材内で前記射出部材を前進させることによって、キャビティ空間内の溶融させられた成形材料の圧力を高くす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、射出成形機及び射出成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、射出成形機においては、加熱シリンダ内において成形材料としての樹脂が、溶融させられ、金型装置内のキャビティ空間に充填され、該キャビティ空間内において冷却され、固化させられて成形品が成形されるようになっている。
【０００３】
前記射出成形機は金型装置及び射出装置を有し、前記金型装置は、固定金型、該固定金型に対して進退自在に配設された可動金型、該可動金型を進退させて型開閉させる型締装置等を備え、前記射出装置は、樹脂を加熱して溶融させるための加熱シリンダ、該加熱シリンダ内において回転自在に、かつ、進退自在に配設されたスクリュー、該スクリューを回転させたり、進退させたりするための駆動装置等を備える。
【０００４】
前記射出装置において、駆動装置を駆動してスクリューを回転させ、樹脂の計量を行うと、スクリューが、前方に溶融させられた樹脂（以下「溶融樹脂」という。）を蓄えながら後退させられ、このとき、前記型締装置において、可動金型を前進させ、固定金型に当接させることによって、固定金型と可動金型との間にキャビティ空間が形成される。そして、駆動装置を駆動して前記スクリューを前進させると、射出ノズルから溶融樹脂が射出され、キャビティ空間に充填される。
【０００５】
ところで、射出成形機において、成形品の形状によっては、キャビティ空間内で溶融樹脂が分流することがあり、その場合、分流した溶融樹脂が合流すると、ウエルドが形成される。そして、溶融樹脂が合流する境界部分、すなわち、ウエルド部においては、溶融樹脂がほぼ固化して、成形品にウエルドラインが形成され、その結果、曲げ強さが低くなったり、割れが生じたりして機械的強度が低くなり、成形品の耐久性が低下してしまう。
【０００６】
そこで、キャビティ空間内の所定の箇所に樹脂溜まりを形成するようにした射出成形機が提供されている。該射出成形機においては、樹脂溜まりに溶融樹脂が進入するのに伴って、ウエルド部に圧力差が生じ、溶融樹脂がウエルド部を流動する。これにより、成形品の機械的強度が低くなるのを防止し、耐久性を向上させることができる（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第２９４５１４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記従来の射出成形機においては、樹脂溜まりに溶融樹脂が進入しても、ウエルド部に十分な圧力差が生じることはなく、溶融樹脂がウエルド部を十分に流動することはない。したがって、成形品の機械的強度が低くなるのを防止することができず、耐久性を十分に向上させることができない。
【０００９】
特に、小型で薄肉の成形品を成形する場合には、キャビティ空間の大部分にスキン層が形成され、コア層がほとんど形成されないので、ウエルド部に圧力差が生じることはなく、溶融樹脂がウエルド部を流動することはない。その結果、成形品の機械的強度が低くなり、耐久性が低下してしまう。
【００１０】
本発明は、前記従来の射出成形機の問題点を解決して、成形品の機械的強度が低くなるのを十分に防止することができ、耐久性を十分に向上させることができる射出成形機及び射出成形方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
そのために、本発明の射出成形機においては、シリンダ部材、該シリンダ部材内において回転自在に、かつ、進退自在に配設され、先端にヘッド部を備えた射出部材、前記ヘッド部の前方と後方とを選択的に連通させる連通機構、及び前記射出部材を回転させ、進退させるための駆動装置を備えた射出装置と、第１の金型、及び該第１の金型に対して接離自在に配設された第２の金型を備え、第２の金型を第１の金型に当接させたときに、第１、第２の金型間にキャビティ空間を形成する金型装置と、前記キャビティ空間と連通させて形成された成形材料溜まり部に、先端を臨ませて進退自在に配設された押込み部材、及び該押込み部材を進退させるための押込み用の駆動部を備えた成形材料押込み装置と、前記シリンダ部材内で射出部材を前進させて、溶融させられた成形材料を射出し、前記キャビティ空間に充填し、キャビティ空間内において、前記成形材料が分流し、合流部分で合流する直前に、前記押込み部材を前進させて成形材料溜まり部内の成形材料をキャビティ空間内に押し込み、前記シリンダ部材内で射出部材を後退させ、キャビティ空間内の成形材料をシリンダ部材内に逆流させ、続いて、前記シリンダ部材内で射出部材を前進させることによって、キャビティ空間内の成形材料の圧力を高くする制御部とを有する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、射出成形機においては、シリンダ部材、該シリンダ部材内において回転自在に、かつ、進退自在に配設され、先端にヘッド部を備えた射出部材、前記ヘッド部の前方と後方とを選択的に連通させる連通機構、及び前記射出部材を回転させ、進退させるための駆動装置を備えた射出装置と、第１の金型、及び該第１の金型に対して接離自在に配設された第２の金型を備え、第２の金型を第１の金型に当接させたときに、第１、第２の金型間にキャビティ空間を形成する金型装置と、前記キャビティ空間と連通させて形成された成形材料溜まり部に、先端を臨ませて進退自在に配設された押込み部材、及び該押込み部材を進退させるための押込み用の駆動部を備えた成形材料押込み装置と、前記シリンダ部材内で射出部材を前進させて、溶融させられた成形材料を射出し、前記キャビティ空間に充填し、キャビティ空間内において、前記成形材料が分流し、合流部分で合流する直前に、前記押込み部材を前進させて成形材料溜まり部内の成形材料をキャビティ空間内に押し込み、前記シリンダ部材内で射出部材を後退させ、キャビティ空間内の成形材料をシリンダ部材内に逆流させ、続いて、前記シリンダ部材内で射出部材を前進させることによって、キャビティ空間内の成形材料の圧力を高くする制御部とを有する。
【００１３】
この場合、キャビティ空間内において、成形材料が分流し、合流部分で合流する直前に、押込み部材が前進させられて、成形材料溜まり部内の成形材料がキャビティ空間内に押し込まれ、前記シリンダ部材内で射出部材が後退させられ、キャビティ空間内の成形材料がシリンダ部材内に逆流させられ、続いて、前記シリンダ部材内で射出部材が前進させられることによって、キャビティ空間内の成形材料の圧力が高くされるので、合流部分において溶融させられた成形材料を十分に流動させることができる。
【００１４】
したがって、合流部分においてウエルドが形成されるのを防止することができ、成形品の機械的強度を高くすることができる。その結果、成形品の耐久性を十分に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施の形態における金型装置の要部断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における射出成形機の概念図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるスクリューの分解斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における射出成形機の制御ブロック図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における成形品の例を示す斜視図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における成形品の例を示す平面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ断面図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態における金型装置の縦断面図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態における固定金型の平面図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態における可動金型の平面図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態における突出し装置及び成形材料押込み装置の動作を説明するための図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態における固定金型の要部平面図である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態における可動金型の要部平面図である。
【図１４】本発明の第１の実施の形態におけるキャビティ空間を示す断面図である。
【図１５】本発明の第１の実施の形態におけるキャビティ空間を示す平面図である。
【図１６】ウエルドが形成される状態を示す第１の図である。
【図１７】ウエルドが形成される状態を示す第２の図である。
【図１８】ウエルドが形成される状態を示す第３の図である。
【図１９】本発明の第１の実施の形態におけるキャビティ空間内においてウエルドが形成されるのが防止される状態を示す図である。
【図２０】本発明の第１の実施の形態における射出成形機の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図２１】本発明の第２の実施の形態における金型装置の要部断面図である。
【図２２】本発明の第３の実施の形態における金型装置の要部断面図である。
【図２３】本発明の第４の実施の形態における金型装置の要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１７】
図２は本発明の第１の実施の形態における射出成形機の概念図である。
【００１８】
図において、１０は射出成形機であり、該射出成形機１０は、射出装置１１、金型装置１２及び型締装置１３を備える。
【００１９】
射出装置１１は、成形材料としての樹脂、本実施の形態においては、熱可塑性樹脂を加熱し、溶融させるためのシリンダ部材としての加熱シリンダ２１、該加熱シリンダ２１内において回転自在に、かつ、進退自在に配設され、先端に後述されるヘッド部としてのスクリューヘッド６１（図３）を備えた射出部材としてのスクリュー２２、該スクリュー２２の後端に配設され、スクリュー２２を回転させ、進退させるための駆動装置２３等を備える。そして、前記スクリュー２２の表面には、螺旋状に形成されたフライト２２ａによって螺旋状の溝ｍ１が形成される。
【００２０】
前記加熱シリンダ２１は、前端に、溶融樹脂を射出するための射出ノズル２４を、後端に、樹脂（ペレット）を加熱シリンダ２１内に供給するための供給口２５を備え、外周の複数箇所に、加熱シリンダ２１を加熱し、樹脂を溶融させるための加熱体としてのヒータ２６が取り付けられる。また、前記駆動装置２３は、スクリュー２２を回転させるための計量用の駆動部としての計量モータ３１、スクリュー２２を進退させるための射出用の駆動部としての射出モータ３２等を備える。
【００２１】
前記計量モータ３１を駆動し、スクリュー２２を回転させると、供給口２５を介して射出装置１１内に供給された樹脂は、スクリュー２２の溝ｍ１に沿って前方に送られ、徐々に溶融させられ、溶融樹脂になる。そして、溶融樹脂が加熱シリンダ２１内の前方に蓄えられるにつれて、スクリュー２２が後退させられる。
【００２２】
このようにして樹脂の計量が行われた後、射出モータ３２を駆動し、スクリュー２２を前進（金型装置１２側に移動）させると、スクリュー２２の前方に蓄えられた溶融樹脂が射出ノズル２４から射出され、金型装置１２内のキャビティ空間に充填される。本実施の形態において、このときの射出速度は、３５０〔ｍｍ／ｓｅｃ〕にされ、射出圧力は、３５〔ＭＰａ〕〜４０〔ＭＰａ〕にされる。
【００２３】
また、前記金型装置１２は、第１の金型としての固定金型３３、該固定金型３３に対して接離自在に配設された第２の金型としての可動金型３４等を備える。該可動金型３４を前進させ、固定金型３３に当接させることによって、固定金型３３と可動金型３４との間に、前記射出ノズル２４から射出された溶融樹脂が充填されるキャビティ空間が形成される。
【００２４】
そして、前記型締装置１３は、支持盤としてのフレーム３５、該フレーム３５に固定され、前記固定金型３３を取り付けるための第１のプラテンとしての固定プラテン３６、該固定プラテン３６と所定の間隔を置いてフレーム３５に対して移動自在に配設されたリヤプラテン３７、前記固定プラテン３６とリヤプラテン３７との間に架設された４本のタイバー３８（図においては２本のタイバー３８が示される。）、前記固定プラテン３６とリヤプラテン３７との間において、タイバー３８に沿って移動自在に配設され、前記可動金型３４を取り付けるための第２のプラテンとしての可動プラテン３９、前記フレーム３５に配設され、可動プラテン３９を案内するガイド４１、前記リヤプラテン３７と可動プラテン３９との間に配設され、可動プラテン３９を進退させることによって、金型装置１２の型閉じ、型締め及び型開きを行うための型開閉装置としてのトグル機構４３等を備える。
【００２５】
前記可動プラテン３９の背面（リヤプラテン３７側）には、型開きが行われる際に、突出し部材としての図示されないエジェクタピンを突き出し、成形品を可動金型３４から離型させるための突出し用の駆動部としての突出しモータ４４、及びキャビティ空間に溶融樹脂が充填される際に、後述される押込み部材としての、かつ、アクチュエータとしての押込みピン２５１（図１）を前進させるための押込み用の駆動部としての押込みモータ４５が取り付けられる。なお、突出し用の駆動部及び押込み用の駆動部として、液圧式、空圧式等のピストンを使用することができる。
【００２６】
また、リヤプラテン３７の背面には、トグル機構４３を伸縮させるための型開閉用の駆動部としての型締モータ４８が取り付けられる。
【００２７】
ところで、一般的に、射出成形機１０においては、計量が行われた後、射出ノズル３４の先端から溶融樹脂が垂れ落ちるのを防止するために、サックバック引きが行われ、スクリュー２２が、回転させられることなくわずかな量だけ後退させられて、スクリュー２２の前方に蓄えられた溶融樹脂の圧力が低くされる。ところが、スクリュー２２が後退させられたときに、溝ｍ１内の溶融樹脂がスクリュー２２の前方に移動すると、スクリュー２２の前方に蓄えられる溶融樹脂の量が変動してしまう。
【００２８】
そこで、本実施の形態においては、サックバック引きが行われるときに、溝ｍ１内の溶融樹脂がスクリュー２２の前方に移動するのを防止するようにしている。
【００２９】
図３は本発明の第１の実施の形態におけるスクリューの分解斜視図である。
【００３０】
図において、２２はスクリューであり、該スクリュー２２は、先端にスクリューヘッド６１を備え、該スクリューヘッド６１より後方のスクリュー２２の本体部６２の表面に、螺旋状のフライト２２ａが形成され、該フライト２２ａによって溝ｍ１が形成される。
【００３１】
前記スクリューヘッド６１は、前部に円錐形の形状を有するヘッド本体部６３を、後部に小径部６４を備え、該小径部６４の前端に、規制突起６４ａ、６４ｂが複数対（本実施の形態においては２対）形成される。そして、ヘッドボルト６５が前記スクリューヘッド６１を貫通させられ、ヘッドボルト６５の後端に形成されたねじ部６５ａによって前記スクリューヘッド６１が前記本体部６２にねじ止めされる。
【００３２】
また、該本体部６２の前端に環状の第１リング６７が固定され、前記小径部６４の外周に、前記第１リング６７と隣接させて環状の第２リング６８が配設され、第１リング６７及び第２リング６８によって、樹脂を射出する際に、樹脂が逆流するのを防止するための逆流防止機構が構成される。該逆流防止機構は、前記加熱シリンダ２１（図２）内において、スクリューヘッド６１の前方と後方とを選択的に連通させる連通機構として機能する。
【００３３】
そして、前記第２リング６８がスクリューヘッド６１と共回りしないように、第２リング６８の厚さは、前記規制突起６４ａ、６４ｂの後端と前記第１リング６７の前端との距離よりわずかに小さくされる。なお、これにより、第２リング６８の前後に０．１〜０．２〔ｍｍ〕程度のクリアランスが形成されるが、射出と計量との切換えの際に第２リング６８が軸方向に移動することはない。
【００３４】
また、第２リング６８の外径は加熱シリンダ２１の内径よりわずかに小さく、内径は小径部６４の外径よりわずかに大きくされる。
【００３５】
前記第１リング６７は、外周縁の円周方向における複数箇所に、山部６７ａ、及び各山部６７ａ間に形成された第１の成形材料流路としての谷部６７ｂを有する。
【００３６】
前記第２リング６８は、中央に前記小径部６４が貫通する開口６９を有するとともに、外周縁の内側の円周方向における複数箇所に、前記谷部６７ｂに対応させて形成された第２の成形材料流路としての貫通孔７０を有する。また、前記第２リング６８におけるスクリューヘッド６１側の面に、規制突起６４ａ、６４ｂの各対に対応させて係止爪７１、７２が突出させて形成され、それぞれ、規制突起６４ａ、６４ｂ間に置かれる。
【００３７】
したがって、前記第１リング６７と第２リング６８とは、相対的に揺動自在にされ、係止爪７１、７２及び規制突起６４ａ、６４ｂによって構成される揺動規制手段により、揺動範囲が規制される。そして、計量が行われる際に、スクリュー２２を矢印Ａ方向に正回転させると、まず、前記第１リング６７がスクリュー２２と同じ方向に回転させられ、続いて、第２リング６８が、第１リング６７との間に発生させられる摩擦力、第１リング６７の回転に伴って発生させられる樹脂の流れ等によって、スクリュー２２と同じ方向に回転させられる。
【００３８】
この場合、第１リング６７が先行して回転させられるので、第１リング６７と第２のリング６８とは、相対的に回転させられるが、係止爪７１、７２が規制突起６４ａに当接すると、一体的に回転させられる。このとき、第１リング６７の谷部６７ｂと第２のリング６８の貫通孔７０とは、円周方向における同位置に置かれ、連通させられるので、スクリュー２２の正回転に伴って、本体部６２の溝ｍ１内にある溶融樹脂は、谷部６７ｂ及び貫通孔７０を通って前方に移動させられ、スクリューヘッド６１の前方に蓄えられる。
【００３９】
このようにして計量が終了すると、サックバック引きが行われるが、該サックバック引きが行われる前に、前記スクリュー２２が矢印Ａ方向とは逆の方向に回転させられる。そして、前記第１リング６７がスクリュー２２と同じ方向に回転させられ、続いて、第２リング６８が、第１リング６７との間に発生させられる摩擦力、第１リング６７の回転に伴って発生させられる溶融樹脂の流れ等によって、スクリュー２２と同じ方向に回転させられる。
【００４０】
この場合、第１リング６７が先行して回転させられるので、第１リング６７と第２のリング６８とは、相対的に回転させられるが、係止爪７１、７２が規制突起６４ｂに当接すると、一体的に回転させられる。このとき、第１リング６７の谷部６７ｂと第２のリング６８の貫通孔７０とは、円周方向において異なる位置に置かれ、非連通にされ、シールされる。
【００４１】
その後、スクリュー２２が後退させられてサックバック引きが行われ、スクリューヘッド６１の前方に蓄えられた樹脂の圧力が低くされる。これにより、射出ノズル２４の先端から樹脂が垂れ落ちるのが防止される。また、このとき、スクリュー２２が後退させられても、本体部６２の溶融樹脂が前方に移動することがないので、前記スクリューヘッド６１の前方に蓄えられる樹脂の量が変動するのを防止することができる。
【００４２】
次に、射出成形機１０の制御装置について説明する。
【００４３】
図４は本発明の第１の実施の形態における射出成形機の制御ブロック図である。
【００４４】
図において、５１は射出成形機１０の全体の制御を行うための制御部、５２は記憶装置としてのメモリであり、前記制御部５１は、ドライバｄｒ１を介して計量モータ３１に、ドライバｄｒ２を介して射出モータ３２に、ドライバｄｒ３を介して、前記固定金型３３（図２）及び可動金型３４を誘導加熱によって加熱する加熱体としてのコイル５３に、ドライバｄｒ４を介して突出しモータ４４に、ドライバｄｒ５を介して押込みモータ４５に、ドライバｄｒ６を介して型締モータ４８に接続される。
【００４５】
また、前記制御部５１は、固定金型３３及び可動金型３４を冷却する温調媒体としての図示されない冷却チラーの流量を調整するための制御弁５５、加熱シリンダ２１に配設され、加熱シリンダ２１の温度、本実施の形態においては、加熱シリンダ２１内の溶融樹脂の温度を検出する第１の温度検出部としてのセンサ５６、並びに固定金型３３又は可動金型３４の所定の箇所に配設され、金型装置１２の温度、本実施の形態においては、キャビティ空間内の溶融樹脂の温度を検出する第２の温度検出部としてのセンサ５７に接続される。なお、前記センサ５６は射出ノズル２４の近傍に、センサ５７は、固定金型３３又は可動金型３４における、キャビティ空間内の溶融樹脂が合流する合流部分ｐ３（図１４）の近傍に配設される。
【００４６】
ところで、射出成形機１０において、成形品の形状によっては、キャビティ空間内で溶融樹脂が分流することがあり、その場合、分流した溶融樹脂が所定の箇所で合流して固化すると、ウエルドが形成されてしまう。また、一つのキャビティ空間について複数のゲートが配設されている場合にも、各ゲートを介してキャビティ空間内に進入した溶融樹脂が所定の箇所で合流して固化すると、ウエルドが形成されてしまう。
【００４７】
次に、合流部分で溶融樹脂が固化した場合に、ウエルドが形成される成形品の例について説明する。
【００４８】
図５は本発明の第１の実施の形態における成形品の例を示す斜視図、図６は本発明の第１の実施の形態における成形品の例を示す平面図、図７は図６のＡ−Ａ断面図である。
【００４９】
図において、８１は成形品であり、該成形品８１は、正方形の形状を有する底部ｗｂ、及び該底部ｗｂの四つの縁から立ち上げて形成された側部ｗｓを備え、底部ｗｂの中央に、円形の形状を有する穴８２が、底部ｗｂの四隅のコーナ部に、ほぼ矩形の形状を有し、成形品８１を補強するために厚さが大きくされた補強部８３が形成される。本実施の形態においては、前記成形品８１の側部ｗｓの高さが０．４〔ｍｍ〕にされ、底部ｗｂの厚さが０．２〔ｍｍ〕にされる。
【００５０】
前記成形品８１のような、中央に穴８２を有する成形品を形成する場合、キャビティ空間内において、コアにおける穴８２と対応する箇所に円形の形状を有する凸部が形成される。この場合、キャビティ空間内で溶融樹脂が凸部によって分流させられた後、所定の箇所で合流するので、合流部分で溶融樹脂が固化するとウエルドが形成されてしまう。
【００５１】
次に、前記成形品８１を成形するための金型装置１２について説明する。
【００５２】
図１は本発明の第１の実施の形態における金型装置の要部断面図、図８は本発明の第１の実施の形態における金型装置の縦断面図、図９は本発明の第１の実施の形態における固定金型の平面図、図１０は本発明の第１の実施の形態における可動金型の平面図、図１１は本発明の第１の実施の形態における突出し装置及び成形材料押込み装置の動作を説明するための図、図１２は本発明の第１の実施の形態における固定金型の要部平面図、図１３は本発明の第１の実施の形態における可動金型の要部平面図、図１４は本発明の第１の実施の形態におけるキャビティ空間を示す断面図、図１５は本発明の第１の実施の形態におけるキャビティ空間を示す平面図、図１６はウエルドが形成される状態を示す第１の図、図１７はウエルドが形成される状態を示す第２の図、図１８はウエルドが形成される状態を示す第３の図、図１９は本発明の第１の実施の形態におけるキャビティ空間内においてウエルドが形成されるのが防止される状態を示す図である。なお、図１５はキャビティ空間Ｃｖを固定金型３３側から見た図である。
【００５３】
図において、１１１は第１の取付板としての固定金型取付板、３３は固定金型であり、該固定金型３３は、前記固定金型取付板１１１を介して固定プラテン３６（図２）に取り付けられる。また、１１２はロケートリング、１１３はスプルーブッシュ、１２０は該スプルーブッシュ１１３内を貫通させて形成されたスプルーである。射出装置１１が射出工程において前進させられたときに、射出ノズル２４の前端がスプルーブッシュ１１３と当接させられる。
【００５４】
また、１１５は第２の取付板としての可動金型取付板、３４は可動金型であり、該可動金型３４は、中間部材としてのスペーサブロック１１４及び可動金型取付板１１５を介して可動プラテン３９に取り付けられる。
【００５５】
前記固定金型３３は、固定側型板１２１、矩形（本実施の形態においては、正方形）の形状を有し、固定側型板１２１の中央部分に配設された入れ子１２２、該入れ子１２２の上下及び左右に配設され、入れ子１２２を包囲して保持する保持ブロック１２３〜１２６等を備える。前記入れ子１２２は、本体部１３１、及び矩形の形状を有し、前記本体部１３１の可動金型３４と対向する面側において上下及び左右に向けて突出させて形成されたフランジ部１３２を備える。そして、前記本体部１３１と前記保持ブロック１２３〜１２６との間に矩形の環状空間１３４が形成され、該環状空間１３４内における本体部１３１の外周面に前記コイル５３が巻回させられる。
【００５６】
前記固定側型板１２１における入れ子１２２より上方に、固定側型板１２１を貫通させて水平方向に延在させて形成された流路１３６が、前記固定側型板１２１における入れ子１２２より下方に、固定側型板１２１を貫通して水平方向に延在させて形成された流路１３７が、保持ブロック１２３〜１２６内に、入れ子１２２を包囲して形成された流路１３８が、前記固定側型板１２１における中央部に、流路１３８と連通させて流路１３９が形成され、各流路１３６〜１３９と温調媒体供給源としての図示されない冷却チラー供給源とが接続される。
【００５７】
前記可動金型３４は、可動側型板１４１、矩形（本実施の形態においては、正方形）の形状を有し、可動側型板１４１の中央部分に配設された入れ子１４２、該入れ子１４２の上下及び左右に配設され、入れ子１４２を包囲して保持する保持ブロック１４３〜１４６等を備える。前記入れ子１４２は、本体部１５１、及び矩形の形状を有し、前記本体部１５１の固定金型３３と対向する面側において上下及び左右に向けて突出させて形成されたフランジ部１５２を備える。そして、前記本体部１５１と前記保持ブロック１４３〜１４６との間に矩形の環状空間１５４が形成され、該環状空間１５４内における本体部１５１の外周面に前記コイル５３が巻回させられる。
【００５８】
なお、コイル５３に代えて、固定金型３３及び可動金型３４を抵抗加熱によって加熱する加熱体としてのヒータを配設することができる。
【００５９】
前記可動側型板１４１における入れ子１４２より上方に、可動側型板１４１を貫通させて水平方向に延在させて形成された流路１５６が、前記可動側型板１４１における入れ子１４２より下方に、可動側型板１４１を貫通して水平方向に延在させて形成された流路１５７が、保持ブロック１４３〜１４６内に、入れ子１４２を包囲して形成された流路１５８が、前記可動側型板１４１における中央部に、流路１５８と連通させて流路１５９が形成され、各流路１５６〜１５９と前記冷却チラー供給源とが接続される。
【００６０】
前記トグル機構４３（図２）によって金型装置１２の型閉じ、型締め及び型開きを行うときに、固定金型３３の位置と可動金型３４の位置とを合わせるために、固定側型板１２１の四隅に、筒状の形状を有する案内部材としてのガイドブッシュ１６１が固定側型板１２１を貫通させて形成され、可動側型板１４１における前記ガイドブッシュ１６１と対応する箇所に、被案内部材としてのガイドピン１６２が配設され、該ガイドピン１６２における前記スペーサブロック１１４側の端部が、ヘッド部１６３を可動金型３４及びスペーサブロック１１４によって挟むことにより固定され、前記ガイドピン１６２における前記固定金型３３側の端部が、可動金型３４から突出させられ、ガイドブッシュ１６１内に摺動自在に嵌入される。
【００６１】
ところで、本実施の形態においては、前記射出成形機１０において、１回の射出及び充填によって、複数の、本実施の形態においては、４個の成形品８１（図５）を成形することができるようになっていて、前記固定金型３３と可動金型３４とを当接させることによって、４個のキャビティ空間Ｃｖが形成される。
【００６２】
そのために、固定金型３３の入れ子１２２に４個のキャビティＣｓｉ（ｉ＝１、２、…、４）が、可動金型３４の入れ子１４２に４個のコアＣｍｉ（ｉ＝１、２、…、４）が形成され、前記固定金型３３と可動金型３４とを当接させると、入れ子１２２と入れ子１４２とが当接させられ、各キャビティＣｓｉ及びコアＣｍｉによってキャビティ空間Ｃｖが形成される。
【００６３】
そして、本実施の形態において、前述されたように、成形品８１は、底部ｗｂの中央に円形の形状を有する穴８２を有し、底部ｗｂの四隅のコーナ部に補強部８３を有するので、前記コアＣｍｉにおける穴８２と対応する箇所に円形の形状を有する凸部８２Ｐが形成され、各補強部８３と対応する箇所に凹部８３Ｑが形成される。
【００６４】
また、前記スプルー１２０と各キャビティ空間Ｃｖとが、ランナ１７１及び４個のゲート１７２を介して接続される。なお、本実施の形態においては、前記ランナ１７１の左右方向の長さが２〔ｍｍ〕にされ、上下方向の長さが１．５〔ｍｍ〕にされ、高さが１．５〔ｍｍ〕にされ、ゲート１７２の径が０．２〔ｍｍ〕にされる。
【００６５】
固定金型３３の入れ子１２２における可動金型３４と対向する面に、水平方向に延在させて帯状の凸部１７３が形成され、可動金型３４の入れ子１４２における固定金型３３と対向する面に、前記凸部１７３と対応させて、水平方向に延在させて帯状の凹部１７４が形成され、該凹部１７４に、固定金型３３側が開放された溝を形成することによって前記ランナ１７１が形成され、前記凸部１７３から各キャビティ空間Ｃｖに向けて貫通する孔を形成することによって前記各ゲート１７２が形成される。なお、各ゲート１７２はサブマリンゲートから成る。
【００６６】
前記ランナ１７１は、前記凹部１７４において、スプルー１２０の先端と対向する部分ｐ１から左右に延びる横流路１７５、１７６、横流路１７５から上下に延びる縦流路１７８、１７９、及び横流路１７６から上下に延びる縦流路１８１、１８２から成る。そして、各ゲート１７２は、前記凸部１７３において、各縦流路１７８、１７９、１８１、１８２の先端と各キャビティ空間Ｃｖとを結ぶように形成される。
【００６７】
ところで、型開きが行われる際に成形品８１を可動金型３４から離型させるために、前記スプルー１２０の先端に臨ませてスプルーロックピン２０２が配設され、各キャビティ空間Ｃｖに臨ませて、かつ、所定の凹部８３Ｑ、例えば、ゲート１７２と隣接する凹部８３Ｑと対向させて、エジェクタピン２０３が進退自在に配設され、スプルーロックピン２０２及びエジェクタピン２０３は、いずれも、可動金型３４を貫通して前方に延び、前記スプルーロックピン２０２は、型開き時に成形品８１を保持して可動金型３４側に残し、前記エジェクタピン２０３は、型開き後に可動金型３４から突き出され、可動金型３４から成形品８１を離型させて突き落とす。
【００６８】
そのために、前記スプルーロックピン２０２及びエジェクタピン２０３の後端部にヘッド部２０４、２０５が形成され、エジェクタプレート２１１、２１２によって挟持される。そして、該エジェクタプレート２１１、２１２は、スペーサブロック１１４内に形成された収容部Ｓｐ１において、可動金型３４に対して進退自在に支持される。したがって、前記突出しモータ４４（図２）を駆動し、突出しモータ４４の回転運動を図示されない運動方向変換機構によって直進運動に変換してエジェクタプレート２１１、２１２を前進させると、前記スプルーロックピン２０２及びエジェクタピン２０３を前進させることができる。なお、前記スプルーロックピン２０２、エジェクタピン２０３、エジェクタプレート２１１、２１２、突出しモータ４４、運動方向変換機構等によって、突出し装置が構成される。
【００６９】
前記スプルーロックピン２０２の先端にはアンダーカット２３０が形成され、該アンダーカット２３０によって、型開きが行われたときに成形品８１が保持され、スプルー１２０内で固化した樹脂、すなわち、スプルー樹脂がスプルーブシュ１１３から引き抜かれる。型開きが行われた後、スプルーロックピン２０２はエジェクタピンとして機能し、スプルー樹脂を突き出す。
【００７０】
ところで、前述されたように、本実施の形態においては、成形品８１に穴８２が形成され、前記コアＣｍｉにおける穴８２と対応する箇所に、円形の形状を有する凸部８２Ｐが形成されるようになっている。したがって、溶融樹脂は、図１５に示されるように、キャビティ空間Ｃｖ内を矢印Ｄ方向に流れ、凸部８２Ｐに当たって分流（溶融樹脂Ｒｅ１、Ｒｅ２）し、凸部８２Ｐの周囲を流れた後、金型入口ｐ２と反対側の部分、すなわち、合流部分ｐ３で合流する。
【００７１】
そして、各溶融樹脂Ｒｅ１、Ｒｅ２の流動先端ｈｄ１、ｈｄ２が、キャビティ空間Ｃｖの内周面と接触して形成されるスキン層ｓｋ１、ｓｋ２と同様にほぼ固化した状態で合流部分ｐ３に到達し、そのまま固化すると、合流部分ｐ３にウエルドＷｄが形成され、図１８に示されるように、ウエルドＷｄによって成形品８１にウエルドラインＬｎが形成される。その場合、曲げ強さが低くなったり、割れが生じたりして成形品８１の機械的強度が低くなり、耐久性が低下してしまう。
【００７２】
そこで、本実施の形態においては、コアＣｍｉの所定の箇所、本実施の形態においては、キャビティ空間ＣｖにおいてウエルドＷｄが形成される合流部分ｐ３の近傍に、凹部８３Ｑと対向させて、かつ、キャビティ空間Ｃｖと連通させて成形材料溜まり部としての樹脂溜まり２３１を形成し、キャビティ空間Ｃｖ内においてウエルドＷｄが形成される直前の所定のタイミングで樹脂溜まり２３１内の溶融樹脂をキャビティ空間Ｃｖ内に押し込むとともに、キャビティ空間Ｃｖ内の溶融樹脂をゲート１７２、ランナ１７１及びスプルー１２０を介して加熱シリンダ２１（図２）内に逆流させるようにしている。なお、キャビティ空間Ｃｖ内においてウエルドＷｄが形成される直前の所定のタイミング、すなわち、樹脂溜まり２３１内の溶融樹脂をキャビティ空間Ｃｖ内に押し込むとともに、キャビティ空間Ｃｖ内の溶融樹脂をゲート１７２、ランナ１７１及びスプルー１２０を介して加熱シリンダ２１内に逆流させるタイミングは、シミュレーションを行い、射出成形機１０を動作させ、成形品８１を成形することによって設定される。
【００７３】
そのために、押込みピン２５１が、前記エジェクタプレート２１１、２１２及び可動金型３４を貫通させて、かつ、先端を樹脂溜まり２３１に臨ませて、進退自在に配設される。また、押込みピン２５１の後端部に形成されたヘッド部２５３が、押込みプレート２６１、２６２によって挟持される。そして、該押込みプレート２６１、２６２は、スペーサブロック１１４内における前記収容部Ｓｐ１の後方に形成された収容部Ｓｐ２において、可動金型３４に対して進退自在に支持される。したがって、前記押込みモータ４５（図２）を駆動し、押込みモータ４５の回転運動を図示されない運動方向変換機構によって直進運動に変換して押込みプレート２６１、２６２を前進させることによって、前記押込みピン２５１を前進させることができる。なお、前記押込みピン２５１、押込みプレート２６１、２６２、押込みモータ４５、運動方向変換機構等によって、成形材料押込み装置が構成される。
【００７４】
また、押込みピン２５１を前進させる際に、射出装置１１において、スクリュー２２を逆方向に回転させ、スクリューヘッド６１の前方と後方とを非連通にし、続いて、スクリュー２２を回転させることなく所定の量だけ後退させることによって、サックバック引きが行われる。
【００７５】
このとき、樹脂溜まり２３１内の溶融樹脂はキャビティ空間Ｃｖに押し込まれ、キャビティ空間Ｃｖ内の溶融樹脂は加熱シリンダ２１内に逆流させられるので、図１９に示されるように、キャビティ空間Ｃｖ内の前記合流部分ｐ３において、樹脂溜まり２３１に近い側の部分ε１と樹脂溜まり２３１から遠い側の部分ε２との間に圧力差が形成される。したがって、ウエルドＷｄが形成される直前の、固化する前の溶融樹脂が合流部分ｐ３を横断するように流動させられるので、合流部分ｐ３においてウエルドＷｄが形成されるのを防止することができる。また、仮に、ウエルドＷｄが形成されても、ウエルドＷｄを解消することができる。その結果、成形品８１の機械的強度及び弾性率を高くすることができる。なお、図１９において、２４１は溶融樹脂のスキン層、２４３は合流部分ｐ３を横断する溶融樹脂の流れである。
【００７６】
また、サックバック引きが行われた後、スクリューヘッド６１の前方と後方とを非連通にしたまま、スクリュー２２を前進させることによってサックバック戻しが行われ、キャビティ空間Ｃｖ内の圧力が高くされる。これにより、成形品８１にヒケ等が発生するのを防止することができるだけでなく、成形品８１の機械的強度及び弾性率を一層高くすることができる。
【００７７】
さらに、サックバック戻しが行われた後、スクリュー２２が前方に向けて押されて保圧が行われる。したがって、キャビティ空間Ｃｖ内で溶融樹脂が固化することによって収縮しても、キャビティ空間Ｃｖ内の圧力が低くなることがない。その結果、成形品８１の品質を向上させることができる。
【００７８】
また、型閉じが開始されてから保圧が終了するまでの間、金型装置１２の誘導加熱がオンにされ、センサ５７（図４）によって検出された温度に応じてコイル５３に誘導電流が供給され、加熱シリンダ２１内の溶融樹脂の温度及びキャビティ空間Ｃｖ内の溶融樹脂の温度が所定の温度、本実施の形態においては、３６０〔℃〕にされ、加熱シリンダ２１内の溶融樹脂の温度とキャビティ空間Ｃｖ内の溶融樹脂の温度との差が設定範囲内、本実施の形態においては、０〔°〕にされる。
【００７９】
したがって、前記押込みピン２５１が前進させられ、樹脂溜まり２３１内の溶融樹脂がキャビティ空間Ｃｖに押し込まれ、前記加熱シリンダ２１内でスクリュー２２が後退させられ、キャビティ空間Ｃｖ内の溶融樹脂が加熱シリンダ２１内に逆流させられる際に、加熱シリンダ２１内の溶融樹脂の温度と、キャビティ空間Ｃｖ内の溶融樹脂の温度とが等しくされるので、合流部分ｐ３を横断する溶融樹脂の流れ２４３を確実に発生させることができる。
【００８０】
また、金型装置１２の冷却が開始されてから型開きが終了するまでの間、金型装置１２の誘導加熱がオフにされ、冷却チラーによる金型装置１２の冷却が行われ、金型装置１２の温度が１８０〔°〕〜２２０〔°〕にされる。
【００８１】
次に、射出成形機１０の動作について説明する。
【００８２】
図２０は本発明の第１の実施の形態における射出成形機の動作を説明するためのタイムチャートである。
【００８３】
まず、固定金型３３（図２）において、制御部５１（図４）は、タイミングｔ０で、型締モータ４８を駆動してトグル機構４３を伸展させ、可動プラテン３９を固定プラテン３６に向けて前進させ、型閉じを行う。可動金型３４が固定金型３３に当接すると、制御部５１は、型締モータ４８を更に駆動してトグル機構４３を伸展させ、可動金型３４を固定金型３３に押し付け、型締めを行う。このとき、トグル機構４３によって、トグル倍率に応じた型締力で可動金型３４が固定金型３３に押し付けられる。また、可動金型３４と固定金型３３との間にキャビティ空間Ｃｖが形成される。
【００８４】
そして、前記制御部５１は、前記タイミングｔ０で、コイル５３に誘導電流を供給し、金型装置１２の誘導加熱をオンにして、入れ子１２２、１４２を加熱し、キャビティ空間Ｃｖ内の溶融樹脂の温度を一定の値にする。そのために、センサ５７は、溶融樹脂の温度を検出して制御部５１に送り、該制御部５１は、検出された温度に応じてコイル５３に供給される誘導電流の値を制御する。
【００８５】
さらに、制御部５１は、前記タイミングｔ０で、制御弁５５を開き、冷却チラー供給源から冷却チラーを各流路１３６〜１３９、１５６〜１５９に供給し、固定金型３３及び可動金型３４を冷却する。
【００８６】
続いて、制御部５１は、タイミングｔ１で、型締めを終了し、射出モータ３２を駆動してスクリュー２２を設定速度で前進させ、スクリュー２２の前方に蓄えられた溶融樹脂を射出ノズル２４から射出し、金型装置１２内のキャビティ空間Ｃｖに充填する。なお、センサ５６は、スクリュー２２の前方に蓄えられた溶融樹脂の温度を検出して制御部５１に送り、該制御部５１は、検出された温度に応じてヒータ２６に供給される電流の値を制御する。
【００８７】
そして、制御部５１は、キャビティ空間Ｃｖ内において、ウエルドＷｄが形成される前のタイミングｔ２で、押込みモータ４５を駆動し、前記押込みピン２５１を前進させる。
【００８８】
また、制御部５１は、タイミングｔ２で、射出装置１１において計量モータ３１を駆動し、スクリュー２２を逆方向に回転させ、前記連通機構において、スクリューヘッド６１の前方と後方とを非連通にし、続いて、射出モータ３２を駆動し、スクリュー２２を回転させることなく所定の量だけ後退させることによって、サックバック引きを行う。すなわち、制御部５１は、押込みモータ４５を駆動し、前記押込みピン２５１を前進させるタイミングと、スクリュー２２を回転させることなく所定の量だけ後退させるタイミングとを同期化させる。
【００８９】
これにより、樹脂溜まり２３１内の溶融樹脂がキャビティ空間Ｃｖに押し込まれ、キャビティ空間Ｃｖ内の溶融樹脂が加熱シリンダ２１内に逆流させられる。その結果、キャビティ空間Ｃｖ内の前記合流部分ｐ３を横断する溶融樹脂の流れ２４３が形成され、ウエルドＷｄが形成されるのが防止される。
【００９０】
また、サックバック引きを行った後、制御部５１は、タイミングｔ３で、スクリューヘッド６１の前方と後方とを非連通にしたまま、射出モータ３２を駆動し、スクリュー２２を前進させることによって、サックバック戻しを行う。
【００９１】
さらに、サックバック戻しを行った後、制御部５１は、タイミングｔ４で、射出モータ３２を駆動し、スクリュー２２を前方に向けて押し、保圧を行う。
【００９２】
続いて、所定の時間が経過し、保圧を終了すると、制御部５１は、タイミングｔ５で、コイル５３への誘導電流の供給を停止させ、金型装置１２の誘導加熱をオフにして、固定金型３３及び可動金型３４の冷却を開始するとともに、射出装置１１において、計量モータ３１を駆動し、スクリュー２２を回転させ、計量を行う。
【００９３】
そして、制御部５１は、タイミングｔ６で、計量を終了すると、再び、計量モータ３１を駆動し、スクリュー２２を逆方向に回転させ、スクリューヘッド６１の前方と後方とを非連通にし、続いて、射出モータ３２を駆動し、スクリュー２２を回転させることなく所定の量だけ後退させることによって、サックバック引きを行う。
【００９４】
これにより、スクリュー２２が回転させられることなくわずかな量だけ後退させられ、スクリュー２２の前方に蓄えられた溶融樹脂の圧力が低くされ、射出ノズル２４の先端から溶融樹脂がスプルー１２０内に垂れ、固化するのが防止される。
【００９５】
続いて、所定の時間が経過し、冷却を終了すると、制御部５１は、タイミングｔ７で、サックバック引きを終了し、型締モータ４８を駆動してトグル機構４３を収縮させ、可動プラテン３９を固定プラテン３５から離型させ、型開きを行う。
【００９６】
そして、型開きを終了すると、制御部５１は、タイミングｔ８で、突出しモータ４４を駆動して、スプルーロックピン２０２及びエジェクタピン２０３を前進させ、成形品８１の突出しを行う。
【００９７】
このようにして成形品８１の突出しを行うと、制御部５１は、タイミングｔ９で、射出モータ３２を駆動し、スクリュー２２を前進させることによってサックバック戻しを行うとともに、押込みモータ４５を駆動し、前記押込みピン２５１を後退させる。また、制御部５１は、前記タイミングｔ９で、コイル５３に誘導電流を供給し、金型装置１２の誘導加熱をオンにして、入れ子１２２、１４２を再び加熱する。
【００９８】
続いて、サックバック戻しを行い、押込みピン２５１を後退させると、制御部５１は、タイミングｔ１０で、次のサイクルの成形を開始し、可動プラテン３９を固定プラテン３６に向けて前進させ、型閉じを行うとともに、可動金型３４を固定金型３３に押し付け、型締めを行う。
【００９９】
このように、本実施の形態においては、キャビティ空間Ｃｖ内において、溶融樹脂が分流し、合流部分ｐ３で合流する直前に、押込みピン２５１が前進させられて、樹脂溜まり２３１内の溶融樹脂がキャビティ空間Ｃｖ内に押し込まれ、キャビティ空間Ｃｖ内の溶融樹脂が加熱シリンダ２１内に逆流させられ、続いて、前記スクリュー２２が前進させられることによってキャビティ空間Ｃｖ内の溶融樹脂の圧力が高くされるので、合流部分ｐ３を横断する溶融樹脂の十分な流れ２４３を形成することができる。
【０１００】
したがって、合流部分ｐ３においてウエルドＷｄが形成されるのを防止することができるので、成形品８１の機械的強度及び弾性率を高くすることができる。その結果、成形品８１の耐久性を向上させることができる。
【０１０１】
ところで、本実施の形態においては、成形材料として熱可塑性樹脂が使用されるようになっているが、成形材料として、直鎖分子の構造を有する液晶性ポリエステル、液晶性ポリアミド等の液晶ポリマーを使用することができる。液晶ポリマーは、剛直な高分子から成り、溶融した状態でも分子鎖が折れ曲がりにくく、棒状の形状を保持し、結晶の性質を有するとともに、溶融したときに分子の絡み合いが少なく、わずかな剪断力を受けるだけで分子が一方向に配向する。そして、冷却すると、分子が配向したまま固化し、分子が一方向に配向した状態が安定して保持される性質を有する。
【０１０２】
このことから、液晶ポリマーを使用して成形品を成形すると、射出装置１１における射出圧力によって直鎖分子が溶融樹脂の流動方向に直線状に配向するので、配向する方向における成形品８１の機械的強度及び弾性率を高くすることができる。
【０１０３】
また、前記液晶ポリマーに、繊維、不定形粒子、針状ウイスカー等のフィラーを混入すると、射出装置１１における射出圧力によって直鎖分子が溶融樹脂の流動方向に直線状に配向するとともに、強化繊維も配向するので、成形品８１の機械的強度及び弾性率を一層高くすることができる。
【０１０４】
ところが、液晶ポリマーを使用して成形品８１を成形する場合、キャビティ空間Ｃｖ内に進入した溶融樹脂が分流し、合流して、ウエルドＷｄが形成されると、ウエルドＷｄにおいて液晶ポリマーの分子が互いに絡み合うことが極めて少ないので、液晶ポリマー以外の樹脂、例えば、熱可塑性樹脂を使用する場合より、成形品８１の機械的強度が低くなるとともに、耐久性が低下してしまう。
【０１０５】
本実施の形態においては、前述されたように、キャビティ空間Ｃｖ内においてウエルドＷｄが形成される直前に、樹脂溜まり２３１内の溶融樹脂がキャビティ空間Ｃｖ内に押し込まれるとともに、キャビティ空間Ｃｖ内の溶融樹脂がゲート１７２、ランナ１７１及びスプルー１２０を介して加熱シリンダ２１内に逆流させられるので、成形材料として液晶ポリマーを使用した場合においても、成形品８１の機械的強度及び弾性率を高くすることができる。
【０１０６】
ところで、本実施の形態においては、一つのキャビティ空間Ｃｖに一つのゲート１７２が配設されるようになっているが、一つのキャビティ空間Ｃｖに複数のゲートを配設し、各ゲートを介して溶融樹脂を充填することがある。
【０１０７】
例えば、フレキシブルプリントサーキット（ＦＰＣ）用のコネクタ、カメラモジュールのレンズ枠等のような、モバイル製品の部品に使用される成形品を成形する場合、成形品が極めて薄くされ、実装高さが可能な限り低くされる。その場合、成形品にソリが発生しやすいので、ソリが発生するのを防止するために、一つのキャビティ空間Ｃｖに複数のゲート（サブマリンゲート）が配設されるが、その場合、各ゲートを介してキャビティ空間Ｃｖに進入した溶融樹脂が複数箇所で合流し、複数のウエルドＷｄが形成されることになる。
【０１０８】
そこで、一つのキャビティ空間Ｃｖに対して複数のゲートが配設される場合に、一つのキャビティ空間Ｃｖ内に複数の樹脂溜まりを形成し、ウエルドＷｄが形成されるのを防止するようにした本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
【０１０９】
図２１は本発明の第２の実施の形態における金型装置の要部断面図である。
【０１１０】
図において、１７１、２７１はランナ、１７２、２７２はゲート、２３１は、キャビティ空間Ｃｖに連通させて、かつ、ゲート１７２に対応させて形成された第１の成形材料溜まり部としての樹脂溜まり、３３１は、キャビティ空間Ｃｖに連通させて、かつ、ゲート２７２に対応させて形成された第２の成形材料溜まり部としての樹脂溜まりである。また、２５１は、前記樹脂溜まり２３１に先端を臨ませて配設された第１の押込み部材としての、かつ、第１のアクチュエータとしての押込みピン、３５１は、前記樹脂溜まり３３１に先端を臨ませて配設された第２の押込み部材としての、かつ、第２のアクチュエータとしての押込みピンであり、押込みピン２５１、３５１の後端部に形成されたヘッド部２５３、３５３が、押込みプレート２６１、２６２によって挟持される。
【０１１１】
この場合、各ゲート１７２、２７２を介してキャビティ空間Ｃｖ内に進入した溶融樹脂が複数箇所で合流しても、ウエルドＷｄが形成されるのを防止することができる。
【０１１２】
ところで、前記各実施の形態においては、キャビティ空間Ｃｖ内に樹脂溜まり２３１、３３１が形成されるようになっているが、ランナ内に樹脂溜まりを形成することもできる。
【０１１３】
次に、ランナ内に樹脂溜まりを形成するようにした本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、第１、第２の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
【０１１４】
図２２は本発明の第３の実施の形態における金型装置の要部断面図である。
【０１１５】
図において、４３１は、キャビティ空間Ｃｖに連通させて、ランナ２７１内に形成された成形材料溜まり部としての樹脂溜まり、４５１は、該樹脂溜まり４３１に先端を臨ませて配設された押込み部材としての、かつ、アクチュエータとしての押込みピンであり、該押込みピン４５１の後端部に形成されたヘッド部４５３が、押込みプレート２６１、２６２によって挟持される。
【０１１６】
ところで、前記各実施の形態においては、押込みピン２５１、３５１、４５１によって樹脂溜まり２３１、３３１、４３１内の溶融樹脂がキャビティ空間Ｃｖ内に押し込まれると、溶融樹脂に圧力差が形成され、溶融樹脂の合流部分ｐ３（図１４）を横断する流れ２４３（図１９）が形成されるが、例えば、キャビティ空間Ｃｖ内に断面積の大きい箇所が存在すると、溶融樹脂が断面積の大きい箇所に誘導されて、圧力差が形成されなくなることがある。その場合、溶融樹脂の合流部分ｐ３を横断する流れ２４３を形成することができなくなり、溶融樹脂の合流部分ｐ３にウエルドＷｄが形成されてしまう。
【０１１７】
そこで、キャビティ空間Ｃｖ内の溶融樹脂の流れを制御し、溶融樹脂が断面積の大きい箇所に誘導されるのを防止し、溶融樹脂の合流部分ｐ３を横断する流れを形成することができるようにした本発明の第４の実施の形態について説明する。なお、第１〜第３の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
【０１１８】
図２３は本発明の第４の実施の形態における金型装置の要部断面図である。
【０１１９】
図において、２５５はキャビティ空間Ｃｖ内の所定の箇所において進退自在に配設された型内流動制御部材としての流動制御ピンである。該流動制御ピン２５５は、押込み部材としての、かつ、アクチュエータとしての前記押込みピン２５１を前進させ、成形材料溜まり部としての樹脂溜まり２３１内の溶融樹脂をキャビティ空間Ｃｖ内に押し込んだときに、キャビティ空間Ｃｖ内の溶融樹脂の流れを制御する。
【０１２０】
そのために、前記流動制御ピン２５５は、前記押込みプレート２６１、２６２、エジェクタプレート２１１、２１２及び可動金型３４を貫通させて、かつ、先端をキャビティ空間Ｃｖに臨ませて配設される。そして、流動制御ピン２５５の後端部に形成されたヘッド部２８３が、樹脂流動制御プレート２９１、２９２によって挟持される。
【０１２１】
前記流動制御ピン２５５は、キャビティ空間Ｃｖ内に断面積の大きい箇所が存在する場合に、押込みピン２５１が前進させられる直前の所定のタイミングで前進させられ、キャビティ空間Ｃｖ内に突き出され、押込みピン２５１によって樹脂溜まり２３１内からキャビティ空間Ｃｖに押し込まれた溶融樹脂が断面積の大きい箇所に誘導されるのを防止するとともに、溶融樹脂を強制的に合流部分ｐ３に送る。したがって、溶融樹脂の合流部分ｐ３を横断する流れ２４３を確実に形成することができる。
【０１２２】
なお、前記流動制御ピン２５５は、樹脂溜まり２３１内の溶融樹脂がキャビティ空間Ｃｖ内に押し込まれ、キャビティ空間Ｃｖ内の溶融樹脂がゲート１７２、ランナ１７１及びスプルー１２０を介してシリンダ部材としての加熱シリンダ２１内に逆流させられた後、射出部材としてのスクリュー２２が再び前進させられる前のタイミングで後退させられる。
【０１２３】
ところで、本実施の形態においては、キャビティ空間Ｃｖ内に断面積の大きい箇所が存在する場合に、溶融樹脂が断面積の大きい箇所に誘導されるのを防止するようになっているが、キャビティ空間Ｃｖ内に断面積の小さい箇所が存在する場合、断面積の小さい箇所における溶融樹脂の流動抵抗が大きくなって、圧力差が形成されなくなることがある。その場合、溶融樹脂の合流部分ｐ３を横断する流れ２４３を形成することができなくなり、溶融樹脂の合流部分ｐ３にウエルドＷｄが形成されてしまう。
【０１２４】
そこで、断面積の小さい箇所における溶融樹脂の流動抵抗を小さくするために前記流動制御ピン２５５を使用することができる。
【０１２５】
流動制御ピン２５５は、キャビティ空間Ｃｖ内に断面積の小さい箇所が存在する場合、押込みピン２５１が前進させられる直前の所定のタイミングで後退させられる。これにより、流動制御ピン２５５の前方に樹脂溜まりが形成され、キャビティ空間Ｃｖ内の溶融樹脂が樹脂溜まり内に誘導され、圧力差が形成される。その結果、溶融樹脂の合流部分ｐ３を横断する流れを確実に形成することができる。
【０１２６】
本実施の形態においては、型内流動制御部材として流動制御ピン２５５が使用されるようになっているが、流動制御ピン２５５に代えて、流動制御コマを使用することができる。
【０１２７】
なお、本発明は前記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【符号の説明】
【０１２８】
１０    射出成形機
１１    射出装置
１２    金型装置
２１    加熱シリンダ
２２    スクリュー
２３    駆動装置
３３    固定金型
３４    可動金型
４５    押込みモータ
５１    制御部
６１    スクリューヘッド
６７    第１リング
６８    第２リング
２３１、３３１、４３１    樹脂溜まり
２５１、３５１、４５１    押込みピン
２６１、２６２    押込みプレート
Ｃｖ    キャビティ空間
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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