(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融樹脂を保有し昇降自在なシリンダー本体の下端面にノズルを設け、前記シリンダー本体と、その下方に配置した金型との間に前記シリンダー本体とは別体であるサブノズル部を配置し、前記サブノズル部はサブノズルと温度検知センサと冷却流体が供給される流路を有し、前記シリンダー本体内を昇降するプランジャーおよび前記シリンダー本体を下降させて下端面に設けたノズルで前記サブノズルを押圧することにより、前記サブノズルを金型のゲートに結合させて所定量の溶融樹脂を金型に充填する射出成形方法であって、前記温度検知センサで検知された樹脂の温度で溶融樹脂の充填開始を検知し、溶融樹脂が金型に所定量充填されたとき、前記プランジャーを前記シリンダー本体とともに上昇させてノズルによるサブノズルの押圧を解除すると同時にサブノズルと前記ゲートとの結合を解除しサブノズルを冷却することを特徴とする射出成形方法。
【請求項２】
前記金型は溶融樹脂が金型に充填される状況を監視する充填検知センサを備え、前記充填検知センサにより溶融樹脂が金型に所定量充填されたことを検知したとき、前記プランジャーを前記シリンダー本体とともに上昇させてノズルによるサブノズルの押圧を解除すると同時にサブノズルと前記ゲートとの結合を解除することを特徴とする請求項１に記載の射出成形方法。
【請求項３】
溶融樹脂を保有し昇降自在なシリンダー本体の下端面にノズルを設け、前記シリンダー本体内に昇降自在のプランジャーを有し、前記シリンダー本体と、その下方に配置した金型との間に前記シリンダー本体とは別体であるサブノズル部を配置し、前記サブノズル部はサブノズルと温度検知センサと冷却流体が供給される流路を有し、前記サブノズルをノズル方向に押圧する付勢手段を有することを特徴とする射出成形装置。
【請求項４】
前記金型は溶融樹脂が金型に充填される状況を監視する充填検知センサを備えたことを特徴とする請求項３に記載の射出成形装置。
【請求項５】
前記シリンダー本体は前記ノズルに連通する貫通孔を備えた樹脂溶融部を有することを特徴とする請求項３または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、溶融樹脂を金型に充填して射出成形品を得る射出成形方法及び射出成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶融樹脂を金型に充填して射出成形品を得る際、溶融樹脂を射出するノズルから溶融樹脂が流れ出す、はなたれ（洟垂れ）現象を防止する射出成形装置として、特許文献１には、図８に示すように、シリンダー２０１を加熱する熱を断熱し、射出ノズル部２０２の射出口路２０２Ｂ内に残留する溶融樹脂２０３が金型２０４の離型時若しくは射出ノズル部２０２が金型２０４から離反した際においても溶融状態を保持することを阻止する断熱部２０５を射出ノズル部２０２に設けて、金型２０４の離型時若しくは射出ノズル部２０２が金型２０４から離反した際には射出ノズル部２０２内の溶融樹脂２０３が固化若しくは半固化してこれにより射出ノズル部２０２の射出口路２０２Ｂが詰まり閉塞し、射出ノズル部２０２の射出口路２０２Ｂ先端の射出口２０２Ａから残留した溶融樹脂２０３が洟垂れることを阻止するように構成した、射出成形機における洟垂れ現象防止構造が開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、図９に示すように、成形材料を貯留し前方に射出ノズル３０４を備えた射出シリンダ３０２と、前記射出シリンダ３０２内で後退移動する射出プランジャ３０３と、前記射出プランジャ３０３を後退移動させる射出プランジャ駆動装置３０５と、射出制御装置３０６と、前記射出プランジャ３０３の位置を検出する位置検出装置３０７を備え、前記射出制御装置３０６は、ｎ−１回目の射出サイクルの可塑化計量工程において前記位置検出装置３０７により計測した前記射出プランジャ３０３の計量時間からｎ回目の射出サイクルの可塑化計量工程における前記射出プランジャ３０３の後退速度を算出し、前記後退速度で前記射出プランジャ３０３を後退させて計量を行う射出装置３０１が開示されている。当該射出装置３０１によれば、射出プランジャ３０３の位置を検出する位置検出装置３０７を備え、ｎ−１回目の射出サイクルの可塑化計量工程において前記位置検出装置３０７により計測した前記射出プランジャ３０３の計量時間からｎ回目の射出サイクルの可塑化計量工程における前記射出プランジャ３０３の後退速度を算出することにより、適切な後退速度で射出プランジャ３０３を後退させることが可能となり、成形不良や洟垂れ現象を防止することが可能である。
【０００４】
しかし、これら特許文献１および２の何れにおいても、溶融樹脂を金型に向けて射出するノズルと金型との間にサブノズル部を設けて洟垂れ現象を防止することは開示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−８５７８２号公報
【特許文献２】特許第６７９５７１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、金型が閉じた状態で溶融樹脂が金型のキャビティ空間に充填される射出成形方法及び射出成形装置において、大きな形状の射出成形品に適用できる射出成形方法及び射出成形装置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】
【０００７】
本発明の請求項１に記載の射出成形方法は、溶融樹脂を保有し昇降自在なシリンダー本体の下端面にノズルを設け、前記シリンダー本体と、その下方に配置した金型との間に前記シリンダー本体とは別体であるサブノズル部を配置し、前記サブノズル部はサブノズルと温度検知センサと冷却流体が供給される流路を有し、前記シリンダー本体内を昇降するプランジャーおよび前記シリンダー本体を下降させて下端面に設けたノズルで前記サブノズルを押圧することにより、前記サブノズルを金型のゲートに結合させて所定量の溶融樹脂を金型に充填する射出成形方法であって、前記温度検知センサで検知された樹脂の温度で溶融樹脂の充填開始を検知し、溶融樹脂が金型に所定量充填されたとき、前記プランジャーを前記シリンダー本体とともに上昇させてノズルによるサブノズルの押圧を解除すると同時にサブノズルと前記ゲートとの結合を解除しサブノズルを冷却することを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項２に記載の射出成形方法は、請求項１に記載の射出成形方法において、前記金型は溶融樹脂が金型に充填される状況を監視する充填検知センサを備え、前記充填検知センサにより溶融樹脂が金型に所定量充填されたことを検知したとき、前記プランジャーを前記シリンダー本体とともに上昇させてノズルによるサブノズルの押圧を解除すると同時にサブノズルと前記ゲートとの結合を解除することを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項３に記載の射出成形装置は、溶融樹脂を保有し昇降自在なシリンダー本体の下端面にノズルを設け、前記シリンダー本体内に昇降自在のプランジャーを有し、前記シリンダー本体と、その下方に配置した金型との間に前記シリンダー本体とは別体であるサブノズル部を配置し、前記サブノズル部はサブノズルと温度検知センサと冷却流体が供給される流路を有し、前記サブノズルをノズル方向に押圧する付勢手段を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項４に記載の射出成形装置は、請求項３に記載の射出成形装置において、前記金型は溶融樹脂が金型に充填される状況を監視する充填検知センサを備えたことを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項５に記載の射出成形装置は、請求項３または４に記載の射出成形装置において、前記シリンダー本体は前記ノズルに連通する貫通孔を備えた樹脂溶融部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の射出成形方法及び射出成形装置は、溶融樹脂を保有し昇降自在なシリンダー本体の下端面にノズルを設け、前記シリンダー本体と、その下方に配置した金型との間に前記シリンダー本体とは別体であるサブノズル部を配置し、前記サブノズル部はサブノズルと温度検知センサと冷却流体が供給される流路を有し、前記シリンダー本体内を昇降するプランジャーおよび前記シリンダー本体を下降させて下端面に設けたノズルで前記サブノズルを押圧することにより、前記サブノズルを金型のゲートに結合させて所定量の溶融樹脂を金型に充填する方法及び装置であって、前記温度検知センサで検知された樹脂の温度で溶融樹脂の充填開始を検知し、溶融樹脂が金型に所定量充填されたとき、前記プランジャーを前記シリンダー本体とともに上昇させてノズルによるサブノズルの押圧を解除すると同時にサブノズルと前記ゲートとの結合を解除しサブノズルを冷却することにより射出成形品を得られるので、サブノズル部の存在により、樹脂溶融部のノズルから溶融樹脂が流れ出す洟垂れ現象を防止でき、射出成形における成形管理が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の射出成形装置における製造工程の準備段階を示す断面図である。
【図２】図１および図５におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１および図５におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図４】本発明の射出成形装置におけるサブノズルの平面図である。
【図５】本発明の射出成形装置における製造工程の充填開始段階を示す断面図である。
【図６】本発明の射出成形装置における製造工程の充填終了段階を示す断面図である。
【図７】本発明の射出成形装置により射出成形品を製造する製造工程を示す図である。
【図８】特許文献１に開示された射出成形機の射出完了時を示す断面図である。
【図９】特許文献２に開示された射出成形機の断面を含む概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（射出成形装置の実施形態）
図１から図５を参照して本発明の射出成形装置の一実施形態を説明するが、本発明の技術的範囲を逸脱しない範囲において、様々な変形や修正が可能である。
【００１６】
図１および図５において、１は溶融樹脂供給部であり、シリンダー本体１１内のプランジャー１２およびシリンダー本体１１を上昇下降の往復動をさせる駆動部４を備えている。シリンダー本体１１の外面には樹脂供給部１３を備えており、その樹脂供給部１３はシリンダー本体１１内に連通して樹脂をシリンダー本体１１内に供給する。駆動部４は、金型３を載置するベース３６に立設した支柱４１に形成されたノッチ４２と、シリンダー本体１１の外面に形成されてシリンダー本体１１を昇降させる送りバー４３Ｂと、この送りバー４３Ｂの先端にあってノッチ４２と噛み合う歯車４４Ｂと、プランジャー１２の軸１２１に連結されてプランジャー１２を昇降させる送りバー４３Ａと、この送りバー４３Ａの先端にあってノッチ４２と噛み合う歯車４４Ａとを備え、これら歯車４４Ａ、４４Ｂは図示しない電動機により回転される。この駆動部４の送りバー４３Ａと送りバー４３Ｂとは連動させてもよいが、プランジャー１２およびシリンダー本体１１の下降に際してはシリンダー本体１１を下降させた後、プランジャー１２を下降させてよい。
【００１７】
また、シリンダー本体１１の下端面（図１および図５においては下面）にはノズル１４が設けられており、このノズル１４と樹脂供給部１３との間には樹脂溶融部１６がシリンダー本体１１内に設けられており、この樹脂溶融部１６を囲むシリンダー本体１１の外周面にはヒータ１５が形成されている。
【００１８】
ノズル１４と金型３との間にサブノズル部２が配置されている。このサブノズル部２のサブノズル本体２１にはシリンダー本体１１側に凹所が形成されたノズル受容部２２Ａに連通して金型３側に突出するサブノズル２２が形成されており、このサブノズル２２は金型３から離れる方向で溶融樹脂供給部１のノズル１４方向に押圧する付勢部材２４で支持されている。この付勢部材２４は金型３に支持された軸２４Ａとスプリング２４Ｂとからなり、図１および図５においてはサブノズル本体２１の左右に２対配置している。図４に示すように、サブノズル本体２１には付勢部材２４の軸２４Ａを迂回するように冷却部材２３が設けられており、さらに、サブノズル本体２１には樹脂の温度を検知する温度検知センサ２５が設けられている。この場合、付勢部材２４は１対で構成してもよい。また、付勢部材２４の軸２４Ａには螺子を形成して金型３に螺着して固定してもよい。このように軸２４Ａを用いた付勢部材２４はサブノズル部２のサブノズル２２が金型３のゲート３４に結合して溶融樹脂Ａを金型３のキャビティ３３に充填する際、サブノズル部２が縦横に動かないように支持する作用を奏する。
【００１９】
金型３は可動側の上型３１とベース３６上にある固定側の下型３２を有し、上型３１と下型３２を閉じて溶融樹脂が充填されるキャビティ３３を形成し、上型３１にはゲート３４が形成されており、このゲート３４にはサブノズル２２が結合される。また、下型３２には、金型３の圧力と温度を検知することでキャビティ３３への溶融樹脂Ａの充填状況を監視する充填検知センサ３５が設けられている。
【００２０】
５は駆動制御装置であり、温度検知センサ２５および充填検知センサ３５からの検知信号にもとづき駆動部４を制御する。
【００２１】
図２は、シリンダー本体１１におけるプランジャー１２と樹脂供給部１３の配置を示し、シリンダー本体１１は円筒状で側面にある樹脂供給部１３に開口されることで樹脂供給部１３はシリンダ―本体１１に連通して、例えば、熱可塑性樹脂のような樹脂が軸１２１を介してプランジャー１２を下降させることによりノズル１４方向に押し出される。
【００２２】
図３は、シリンダー本体１１における樹脂溶融部１６とヒータ１５の配置を示し、シリンダー本体１１の外周面にヒータ１５が形成されている。ヒータ１５は、軸１２１を介してプランジャー１２を下降させることにより押し出された樹脂を、その樹脂のガラス転移温度以上に加熱して溶融樹脂Ａ（図５、図６参照）を得るように電磁誘導加熱を熱源としている。また、樹脂溶融部１６は複数個の貫通孔１６Ａのある柱状体でできている。この樹脂溶融部１６は柱状体のない空洞としてもよいが、樹脂溶融部１６を複数個の貫通孔１６Ａのある柱状体とすることにより、ノズル１４付近のシリンダー本体１１の内部を空洞のみとする構造に比し、溶融樹脂Ａ（図５、図６参照）をサブノズル部２から金型３のキャビティ３３に充填する充填作用を向上させることができる。
【００２３】
図４は、サブノズル部２を溶融樹脂供給部１のノズル１４から見た平面図で、中央にあるサブノズル本体２１には、ノズル受容部２２Ａを有するサブノズル２２が形成されており、サブノズル本体２１の内部には冷却流体が流通する流路を有する冷却部材２３が形成されている。この流路を有する冷却部材２３は、サブノズル本体２１の両側の２対の付勢部材２４の軸２４Ａを迂回するように左右に延出した流路２３Ａ、２３Ｂを有し、この流路２３Ａ、２３Ｂは環状流路２３Ｃで合流し、冷却発生装置６に接続されている。この冷却発生装置６は、空気や水等の冷却流体が、図示しない電動ポンプによって流路２３Ａから環状流路２３Ｃを経て流路２３Ｂに至る流路を循環するように作用する。この場合、プランジャー１２をシリンダー本体１１とともに上昇させてノズル１４によるサブノズル２２の押圧を解除すると同時にサブノズル２２とゲート３４との結合を解除し、サブノズル２２を冷却する。このサブノズル２２を冷却する冷却装置としてサブノズル部２に冷却部材２３を備える代わりに、図示しない外部にある冷却部材でサブノズル２２を冷却してもよい。
【００２４】
（射出成形装置により射出成形品を製造する製造工程の説明）
本発明の射出成形装置により射出成形品を製造する製造工程を以下に説明する。
【００２５】
本発明の射出成形装置を用いた射出成形は、溶融樹脂を保有し昇降自在なシリンダー本体１１の下端面にノズル１４を設け、前記シリンダー本体１１と、その下方に配置した金型３との間にサブノズル２２と温度検知センサ２５を有するサブノズル部２を配置し、前記シリンダー本体１１内を昇降するプランジャー１２およびシリンダー本体１１を下降させて下端面に設けたノズル１４で前記サブノズル２２を押圧することにより、前記サブノズル２２を金型２のゲート３４に結合させて所定量の溶融樹脂Ａを金型３に充填する方式であって、温度検知センサ２５で検知された樹脂の温度で溶融樹脂Ａの充填開始を検知し、溶融樹脂Ａが金型３のキャビティ３３に所定量充填されたとき、プランジャー１２をシリンダー本体１１とともに上昇させてノズル１４によるサブノズル２２の押圧を解除すると同時にサブノズル２２とゲート３４との結合を解除し、サブノズル２２を冷却させることにより、以下の製造工程で射出成形品が製造される。
【００２６】
図７において、溶融樹脂充填準備工程１００、溶融樹脂充填開始工程１０１、溶融樹脂充填終了工程１０２および保圧工程１０３により溶融樹脂が所定形状に射出成形される。先ず、溶融樹脂充填準備工程１００は、図１において、金型３を閉じ、プランジャー１２を上方に移動し、サブノズル部２を冷却状態にして、ノズル１４とサブノズル部２とを離間させておく。
【００２７】
次に、溶融樹脂充填開始工程１０１は、ヒータ１５に通電して樹脂溶融部１６を通電状態にしてその樹脂をガラス転移温度以上に加熱できる状態にし、サブノズル部２を冷却しない状態にして、温度検知センサ２５からの検知信号にもとづき、駆動部４によりプランジャー１２およびシリンダー本体１１を下降させて、ノズル１４でサブノズル部２を押圧する。この場合、駆動部４の送りバー４３Ａと送りバー４３Ｂとを連動させて駆動部４によりプランジャー１２をシリンダー本体１１とともに下降させるが、シリンダー本体１１を下降させてノズル１４をサブノズル２２のノズル受容部２２Ａに接触させてサブノズル部２を押圧した後、プランジャー１２を下降させてよい。引き続き、図５において、駆動部４によりプランジャー１２およびシリンダー本体１１を下降させて、ノズル１４をサブノズル２２のノズル受容部２２Ａに接触させてサブノズル部２を押圧した状態で金型３側に突出したサブノズル２２を金型３のゲート３４に結合させ、樹脂供給部１３からシリンダー本体１１に供給された樹脂を樹脂溶融部１６で溶融樹脂Ａとし、その溶融樹脂Ａを金型３のキャビティ３３に充填する。そして、充填検知センサ３５にて金型３の圧力や温度を検知してキャビティ３３内の溶融樹脂の充填を監視しながら、キャビティ３３への溶融樹脂の充填を続ける。
【００２８】
そして、充填検知センサ３５で検知された金型３の圧力と温度が所定の数値に達した溶融樹脂充填終了工程１０２は、図６において、充填検知センサ３５で溶融樹脂Ａが金型３のキャビティ３３に所定量充填されたことを検知され、その充填検知センサ３５からの検知信号が駆動制御装置５に送られて、駆動部４によりプランジャー１２をシリンダー本体１１とともに上昇させて、ノズル１４によるサブノズル２２の押圧を解除すると同時にサブノズル２２と金型３のゲート３４との結合を解除し、サブノズル部２の冷却部材２３の流路２３Ａ、環状流路２３Ｃ、流路２３Ｂに冷却流体を流通させる。そして、樹脂溶融部１６のヒータ１５への通電を停止して溶融樹脂Ａの充填を終了して、保圧工程１０３に至る。
【００２９】
保圧工程１０３にて、金型３を型締め状態で保圧し、金型３を冷却し、金型３を開いて、図示しない上下動自在なエジェクタロッドにて所定形状に成形された射出成形品を金型３から取り出して射出成形品が得られる。
【００３０】
このように、サブノズル部２の存在により、溶融樹脂供給部１のノズル１４から溶融樹脂が流れ出す洟垂れ現象を防止でき、射出成形における成形管理が向上する。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明の射出成形装置は、洟垂れ現象の防止が必要な射出成形に有用である。
【符号の説明】
【００３２】
１  溶融樹脂供給部
１１  シリンダー本体
１２  プランジャー
１３  樹脂供給部
１４  ノズル
１５  ヒータ
１６  樹脂溶融部
２  サブノズル部
２１  サブノズル本体
２２  サブノズル
２３  冷却部材
２４  付勢部材
２５  温度検知センサ
３  金型
３１  上型
３２  下型
３３  キャビティ
３４  ゲ−ト
３５  充填検知センサ
４  駆動部
５  駆動制御装置
１００  溶融樹脂充填準備工程
１０１  溶融樹脂充填開始工程
１０２  溶融樹脂充填終了工程
１０３  保圧工程
【要約】
【課題】本発明は、射出成形における洟垂れを防止する射出成形方法及び射出成形装置を提供する。
【解決手段】溶融樹脂を保有し昇降自在なシリンダー本体１１の下端面にノズル１４を設け、シリンダー本体１１と、その下方に配置した金型３との間にサブノズル２２と温度検知センサ２５を有するサブノズル部２を配置し、シリンダー本体１１内を昇降するプランジャー１２およびシリンダー本体１１を下降させて下端面に設けたノズル１４でサブノズル２２を押圧することにより、サブノズル２２を金型３のゲート３４に結合させて所定量の溶融樹脂を金型３に充填する。温度検知センサ２５で検知された樹脂の温度で溶融樹脂の充填開始を検知し、溶融樹脂が金型３に所定量充填されたとき、プランジャー１２をシリンダー本体１１とともに上昇させてノズル１４によるサブノズル２２の押圧を解除すると同時にサブノズル２２とゲート３４との結合を解除する。
【選択図】図１【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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