(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビティを形成するための第１，第２の金型と、
上記第１の金型に関して上記第２の金型とは反対側に配置された取付板と、
上記取付板と上記第１の金型との間に配置されて、上記キャビティ側に樹脂を吐出する吐出口が先端部に設けられたノズルと、上記吐出口が吐出する樹脂を加熱するための加熱部とを有するホットランナ装置と、
上記取付板の上記第１の金型側の表面に取り付けられたバックアップ部材と、
上記ノズルの軸方向に沿って移動可能に設置されて、上記軸方向に沿って上記ノズルの内部から上記ノズルの外部にわたって延在すると共に、上記ノズルの内部側の第１端部と、上記ノズルの外部側の第２端部とを有するピン部材と、
上記軸方向に沿って上記ピン部材を移動させるための駆動力を発生する駆動部と、
上記駆動力を上記ピン部材の上記第２端部に伝達する伝達機構と
を備え、
上記ピン部材の上記第１端部は、上記ピン部材が上記ノズルの軸方向に沿って上記吐出口側に移動したとき、上記吐出口を閉鎖する一方、上記ピン部材が上記ノズルの軸方向に沿って上記吐出口側とは反対側に移動したとき、上記吐出口を開放し、
上記ピン部材および上記駆動部は、上記ピン部材の径方向に沿って並んでおり、
上記ホットランナ装置と上記駆動部との間には、上記バックアップ部材の一部が介在することを特徴とする射出成形装置。
【請求項２】
請求項１に記載の射出成形装置において、
上記伝達機構は、上記ピン部材側に配置された第１プーリと、上記駆動部側に配置された第２プーリと、上記第１，第２プーリに巻き付けられたベルトとを有し、
上記第１，第２プーリは、上記取付板の上記第１の金型とは反対側の表面に設けられた第１，第２凹部に収容され、
上記ベルトは、上記第１，第２凹部と、上記取付板の上記第１の金型とは反対側の表面に設けられた溝部とに収容されることを特徴とする射出成形装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の射出成形装置において、
上記駆動部は、上記第１の金型と上記取付板との間に位置しないように、上記取付板の一端部に取り付けられていることを特徴とする射出成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、射出成形装置としては、特開２００１−３０３００号公報(特許文献１)に開示されているように、第１，第２の金型とホットランナ装置とを備えたものがある。【０００３】
上記ホットランナ装置はノズルを有し、このノズルから吐出された樹脂が第１，第２の金型間のキャビティに流入する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３０３００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１では、ノズルからキャビティへの樹脂の吐出量を調整する機構に関しては一切触れられていない。【０００６】
また、上記機構を設置したとき、射出成形装置の上下方向(ノズルの軸方向)の寸法が大きくなるという課題も開示されていない。【０００７】
そこで、本発明の課題は、ノズルの軸方向において寸法が大きくなるのを防ぐことができる射出成形装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様の射出成形装置は、
キャビティを形成するための第１，第２の金型と、
上記第１の金型に関して上記第２の金型とは反対側に配置された取付板と、
上記取付板と上記第１の金型との間に配置されて、上記キャビティ側に樹脂を吐出する吐出口が先端部に設けられたノズルと、上記吐出口が吐出する樹脂を加熱するための加熱部とを有するホットランナ装置と、
上記取付板の上記第１の金型側の表面に取り付けられたバックアップ部材と、
上記ノズルの軸方向に沿って移動可能に設置されて、上記軸方向に沿って上記ノズルの内部から上記ノズルの外部にわたって延在すると共に、上記ノズルの内部側の第１端部と、上記ノズルの外部側の第２端部とを有するピン部材と、
上記軸方向に沿って上記ピン部材を移動させるための駆動力を発生する駆動部と、
上記駆動力を上記ピン部材の上記第２端部に伝達する伝達機構と
を備え、
上記ピン部材の上記第１端部は、上記ピン部材が上記ノズルの軸方向に沿って上記吐出口側に移動したとき、上記吐出口を閉鎖する一方、上記ピン部材が上記ノズルの軸方向に沿って上記吐出口側とは反対側に移動したとき、上記吐出口を開放し、
上記ピン部材および上記駆動部は、上記ピン部材の径方向に沿って並んでおり、
上記ホットランナ装置と上記駆動部との間には、上記バックアップ部材の一部が介在する。
【０００９】
上記構成によれば、上記ピン部材がノズルの軸方向に沿って吐出口側に移動したとき、ピン部材の第１端部が吐出口を閉鎖する。一方、上記ピン部材がノズルの軸方向に沿って吐出口側とは反対側に移動したとき、ピン部材の第１端部が吐出口を開放する。【００１０】
このように、上記吐出口が閉鎖されるとき、または、吐出口が開放されるとき、第１端部の軸方向の位置を制御すれば、吐出口の開口率を任意に変更できる。したがって、上記吐出口から吐出される樹脂の量を任意に調整することができる。【００１１】
また、上記ピン部材の径方向に沿ってピン部材および駆動部を並べることによって、ピン部材に関してノズル側とは反対側に駆動部を配置するためのスペースを確保しなくて済む。したがって、上記ノズルの軸方向において、射出成形装置の寸法が大きくなるのを防ぐことができる。【００１２】
一態様の射出成形装置では、
上記伝達機構は、上記ピン部材側に配置された第１プーリと、上記駆動部側に配置された第２プーリと、上記第１，第２プーリに巻き付けられたベルトとを有し、
上記第１，第２プーリは、上記取付板の上記第１の金型とは反対側の表面に設けられた第１，第２凹部に収容され、
上記ベルトは、上記第１，第２凹部と、上記取付板の上記第１の金型とは反対側の表面に設けられた溝部とに収容される。
【００１３】
上記態様によれば、上記駆動部は、第１，第２プーリおよびベルトを介して、ピン部材に伝達される。この第１，第２プーリの径を変更すれば、ピン部材の作動トルクおよび移動速度を自由に変更することができる。
一態様の射出成形装置では、
上記駆動部は、上記第１の金型と上記取付板との間に位置しないように、上記取付板の一端部に取り付けられている。
【００１４】
一態様の射出成形装置では、
上記加熱部は上記ノズルの外周面に取り付けられている。【００１５】
上記態様によれば、上記ノズルの外周面に加熱部で取り付けることにより、ノズル内の樹脂を容易に溶融状態にすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の射出成形装置では、ピン部材および駆動部が、ピン部材の径方向に沿って並んでいるので、ノズルの軸方向において寸法が大きくなるのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態の射出成形装置の模式断面図である。
【図２】上記射出成形装置の動作を説明するための模式断面図である。
【図３】ステムピンの駆動の仕組みを説明するための模式断面図である。
【図４】上記ステムピンによる樹脂吐出量の調整を説明するための模式断面図である。
【図５】上記ステムピンによる樹脂吐出量の調整を説明するための他の模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の射出成形装置を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態の射出成形装置の構成を示す模式断面図である。
【００２０】
上記射出成形装置は、固定側取付板１と、カセット金型２と、ホットランナ装置３と、ステムピン４と、サーボモータ５と、伝達機構６と、可動側取付板７とを備えている。なお、ステムピン４は、ピン部材の一例である。また、サーボモータ５は、駆動部の一例である。
【００２１】
固定側取付板１の下面には、バックアップ部材８が取り付けられている。このバックアップ部材８の一方の側部下には、第１固定側支柱部材９Ａが設置されている。バックアップ部材８の他方の側部下には、第２固定側支柱部材９Ｂが設置されている。この第１，第２固定側支柱部材９Ａ，９Ｂは、バックアップ部材８と一体化されている。カセット金型２の一部は第１，第２固定側支柱部材９Ａ，９Ｂで挟まれるように配置される。
【００２２】
バックアップ部材８は、ホットランナ装置３の大部分を取り囲むように形成され、枠形状を呈する。このバックアップ部材８は、固定側取付板１に例えばボルトで固定されてている。
【００２３】
カセット金型２は、バックアップ部材８にクランプで固定された固定金型２１と、この固定金型２１下に配置される可動金型２２とを有する。この固定金型２１の下面の凹部と可動金型２２の上面の凹部とで画定される空間が、製品を形成するためのキャビティ２４となる。溶融状態の樹脂は、ホットスプルー１０を介して、キャビティ２４内に注入される。カセット金型２から製品を取り出すとき、例えば油圧シリンダなどのアクチュエータ(図示せず)が、図２に示すように、固定側取付板１から離れる方向に可動側取付板７を移動させる。なお、固定金型２１および可動金型２２は、第１，第２の金型の一例である。
【００２４】
ホットスプルー１０は、樹脂通路(図示せず)を有する。この樹脂通路は、ノズル３３からの溶融状態の樹脂をキャビティ２４に案内する。また、ホットスプルー１０は、受け部１０１および注入部１０２で構成されている。この受け部１０１および注入部１０２は、固定金型２１に設けられた段付き貫通孔２１ａに嵌め込まれている。受け部１０１は、例えばネジで固定金型２１に固定される。これにより、注入部１０２は、受け部１０１で段付き貫通孔２１ａの内面に押し付けられ、段付き貫通孔２１ａから抜け出ないようになっている。
【００２５】
ホットランナ装置３は、マニホールドブロック３１と、樹脂を加熱するためのバンドヒータ３２(図３に示す)と、キャビティ２４側に樹脂を吐出する吐出口３３ａが先端部３３ｂに設けられたノズル３３とを有する。なお、バンドヒータ３２は、加熱部の一例である。
【００２６】
マニホールドブロック３１には、樹脂供給装置(図示せず)からの溶融状態の樹脂が流れる樹脂通路３１ａ(図３に示す)が設けられている。樹脂通路３１ａ内の空間がノズル３３内の空間に連なって通じている。これにより、樹脂通路３１ａ内の溶融樹脂がノズル３３内の空間に流れ込むことが可能となっている。
【００２７】
バンドヒータ３２は、ノズル３３の外周面に巻き付けられ、ノズル３３の外周面を取り囲んでいる。このバンドヒータ３２は、ノズル３３を介して、ノズル３３内の樹脂を加熱可能である。
【００２８】
ノズル３３の吐出口３３ａは、ステムピン４の下端部４ａ(図３に示す)で開閉される。この吐出口３３ａの開放時、ノズル３３内の溶融状態の樹脂は、ホットスプルー１０の樹脂通路に流入可能である。吐出口３３ａの開放は、通常、製品の形成時に行われる。また、ノズル３３の先端部３３ｂは、ホットスプルー１０の受け部１０１に突き当てられ、ホットスプルー１０の受け部１０１に接する。なお、下端部４ａは、第１端部の一例である。
【００２９】
サーボモータ５は、ノズル３３の軸方向に沿ってステムピン４を移動させるための駆動力を発生する。より詳しく説明すると、サーボモータ５は、固定側取付板１に取り付けられ、固定側取付板１に吊り下げられたような状態になっている。また、サーボモータ５は、バックアップ部材８の他方の側部に関して、ホットランナ装置３側とは反対側に位置する。すなわち、サーボモータ５とバックアップ部材８の他方の側部との間には、バックアップ部材８の他方の側部が位置する。ここで、ステムピン４およびサーボモータ５は、ステムピン４の軸方向に沿って並ばないで、ステムピン４の径方向に沿って並んでいる。
【００３０】
伝達機構６は、ステムピン４側に配置された第１歯付きプーリ６１Ａと、サーボモータ５側に配置された第２歯付きプーリ６１Ｂと、第１，第２歯付きプーリ６１Ａ，６１Ｂに巻き付けられたタイミングベルト６２とを有する。この伝達機構６により、サーボモータ５の駆動力(回転力)がステムピン４に伝わる。また、第１，第２歯付きプーリ６１Ａ，６１Ｂおよびタイミングベルト６２は、耐熱性の材料(例えば耐熱樹脂)で形成されている。なお、第１歯付きプーリ６１Ａは、第１プーリの一例である。また、第２歯付きプーリ６１Ｂは、第２プーリの一例である。また、タイミングベルト６２は、ベルトの一例である。
【００３１】
第１，第２歯付きプーリ６１Ａ，６１Ｂは、固定側取付板１の上面に設けられた第１，第２凹部１ａ，１ｂに収容されている。
【００３２】
タイミングベルト６２の大部分は、固定側取付板１の上面に設けられた溝部(図示せず)に収容される。この溝部内の空間は、第１，第２凹部１ａ，１ｂ内の空間に連なって通じている。
【００３３】
可動側取付板７は、固定側取付板１に近づくように移動したり、固定側取付板１から離れるように移動したりすることが可能である。この可動側取付板７には、可動金型２２の一方の側部を支持する第１支持部材１２Ａと、可動金型２２の他方の側部を支持する第２支持部材１２Ｂとが例えばボルトで固定されている。この第１支持部材１２Ａ上には、第１可動側支柱部材１１Ａが設置されている。第２支持部材１２Ｂ上には、第２可動側支柱部材１１Ｂが設置されている。第１，第２可動側支柱部材１１Ａ，１１Ｂは、第１，第２支持部材１２Ａ，１２Ｂと一体化されている。
【００３４】
また、上記射出成形装置において、カセット金型２から製品を取り出すとき、例えば油圧シリンダなどのアクチュエータ(図示せず)が、図２に示すように、固定側取付板１側とは反対側に可動側取付板７を移動させる。上記製品が取り出された後、上記アクチュエータが、図１に示すように、固定側取付板１側に可動側取付板７を移動させる。このとき、第１，第２固定側支柱部材９Ａ，９Ｂの下端部が、第１，第２可動側支柱部材１１Ａ，１１Ｂの上端部に突き当たる。
【００３５】
また、上記射出成形装置は、キャビティ２４内に形成された製品をカセット金型２から取り出すための製品押出装置１６を備える。
【００３６】
製品押出装置１６は、第１押出板１６ａと、第１押出板１６ａ下に配置された第２押出板１６ｂと、複数の押出ピン１６ｃとを有する。各押出ピン１６ｃの上端部は、可動金型２２の上面の凹部から突出可能となっている。一方、各押出ピン１６ｃの下端部は、第１押出板１６１Ａと第２押出板１６１Ｂに連結されている。
【００３７】
図３は、ステムピン４の駆動の仕組みを説明するための模式断面図である。
【００３８】
ステムピン４は、ノズル３３の軸方向に沿って移動可能に設置されている。このステムピン４は、ノズル３３の軸方向に沿ってノズル３３内からノズル３３外にわたって延在する。また、ステムピン４の下端部４ａは、ノズル３３内に配置される。一方、ステムピン４の上端部４ｂは、ノズル３３外に配置されると共に、ステムナット１７内に挿入されている。また、ステムピン４の上端部４ｂは、ネジ山を外周面に有する。なお、上端部４ｂは、第２端部の一例である。
【００３９】
ステムナット１７には、第１歯付きプーリ６１Ａが取り付けられている。より詳しく説明すると、ステムナット１７の一部が、第１歯付きプーリ６１Ａの軸孔１６１Ａに嵌め込まれて、第１歯付きプーリ６１Ａと一体に回転する。ステムナット１７の他の大部分は、第１，第２ベアリング１８Ａ，１８Ｂを介して、固定側取付板１に取り付けられている。また、ステムナット１７の内周面には、ネジ山が形成されている。このネジ山は、ステムピン４の上端部４ｂのネジ山に噛み合っている。これにより、ステムナット１７が第１歯付きプーリ６１Ａと一体に回転するとき、ステムピン４がノズル３３の軸方向に沿って移動する。
【００４０】
また、固定側取付板１の下面には、ステムナット１７を覆うように回り止めブロック１９が取り付けられている。ステムピン４は、回り止めブロック１９に対して軸方向に移動可能であるが、回り止めブロック１９に対して回転不可能となっている。より詳しく説明すると、回り止めブロック１９は、平面視でＤ字形状を呈する貫通孔１９ｂを底部１９ａに有する。ステムピン４の中間部４ｃの一部は、断面形状がＤ字形状を呈するように形成されて、貫通孔１９ｂに挿し通されている。
【００４１】
また、マニホールドブロック３１は、マニホールドブロック３１の上面から樹脂通路３１ａまで延びる段付き貫通孔３１ｂを有する。ステムピン４の中間部４ｃの他の部分が、段付き貫通孔３１ｂに挿し通されている。この他の部分の外周面と、段付き貫通孔３１ｂの大径部側の内周面との間は、シール部材３４でシールされている。
【００４２】
サーボモータ５は、本体部５１と、本体部５１の上端面に設けられたボス部５２と、ボス部５２から上方に突出する回転軸５３とを有する。
【００４３】
ボス部５２は、固定側取付板１の段付き貫通孔１ｃの大径部に嵌め込まれる。回転軸５３は、段付き貫通孔１ｃの小径部に挿し通されている。
【００４４】
回転軸５３は、第２歯付きプーリ６１Ｂの軸孔１６１Ｂに嵌め込まれて、第２歯付きプーリ６１Ｂと一体に回転する。この第２歯付きプーリ６１Ｂの回転力は、タイミングベルト６２を介して、第１歯付きプーリ６１Ａに伝わる。
【００４５】
上記構成の射出成形装置では、図３に示すように、ノズル３３の吐出口３３ａからステムピン４の下端部４ａを十分に離して、吐出口３３ａの開口率を１００％にしたとき、ノズル３３から吐出される樹脂の量は最大となる。また、図４に示すように、ノズル３３の吐出口３３ａをステムピン４の下端部４ａで閉鎖して、吐出口３３ａの開口率を０％にしたとき、ノズル３３から吐出される樹脂の量は最小となる。つまり、そのとき、ノズル３３から樹脂は吐出されなくなる。また、図５に示すように、ノズル３３の吐出口３３ａの周面とステムピン４の下端部４ａの周面との間に隙間を設けて、吐出口３３ａの開口率を、１００％より小さく、かつ、０％よりも大きくしたとき、ノズル３３から吐出される樹脂の量は、最大よりも小さく、かつ、最小よりも大きくなる。
【００４６】
このように、ステムピン４の下端部４ａの軸方向の位置を制御することにより、吐出口３３ａから吐出される樹脂の量を任意に調整することができる。
【００４７】
また、ステムピン４の径方向に沿ってステムピン４およびサーボモータ５を並べるので、サーボモータ５を配置するためのスペースをマニホールドブロック３１上に設けなくて済む。したがって、上記射出成形装置の上下方向(ノズル３３の軸方向)の寸法が大きくなるのを防ぐことができる。
【００４８】
ステムピン４の径方向に沿ってステムピン４およびサーボモータ５を並べることによって、ホットランナ装置３からサーボモータ５を離すことができるので、ホットランナ装置３の熱でサーボモータ５が故障するリスクも下がる。
【００４９】
ホットランナ装置３の熱でサーボモータ５が故障するリスクが下がるので、サーボモータ５を冷却するための機構を、簡素化したり、無くしたりすることができる。
【００５０】
また、サーボモータ５は、第１，第２歯付きプーリ６１Ａ，６１Ｂおよびタイミングベルト６２を介して、ステムピン４に伝達される。この第１，第２歯付きプーリ６１Ａ，６１Ｂの径を変更すれば、ステムピン４の作動トルクや移動速度を自由に変更することができる。
【００５１】
また、バンドヒータ３２がノズル３３の外周面に取り付けられているので、ノズル３３内の樹脂を容易に溶融状態にすることができる。
【００５２】
上記実施形態では、製品の形成時、固定金型２１を上側に配置し、かつ、可動金型２２が下側に配置していたが、固定金型２１を左右方向の一方側に配置し、かつ、可動金型２２を左右方向の他方側に配置するようにしてもよい。
【００５３】
上記実施形態では、樹脂製品を形成するために、固定金型２１と可動金型２２とを用いていたが、固定金型２１と可動金型２２と他の金型（例えばスライドコア）とで、樹脂製品を形成するようにしてもよい。すなわち、上記樹脂製品を形成するための金型は、２個に限定されず、３個以上としてもよい。このようにする場合、固定金型２１および可動金型２２以外の金型は、固定金型２１および可動金型２２に対して可動可能な金型としてもよい。
【００５４】
上記実施形態において、ゲート点数は、１点であったが、例えば、樹脂通路３１ａの形状を変更して、２点以上にしてもよい。このようにする場合、各ゲートにおいて、樹脂の吐出量を調整できるようにしてもよい。
【００５５】
上記実施形態では、ノズル３３の外周面にバンドヒータ３２を取り付けていたが、マニホールドブロック３１内に例えばカートリッジヒータを埋め込んでもよい。なお、カートリッジヒータは、加熱部の一例である。
【００５６】
上記実施形態において、サーボモータ５は、バックアップ部材８に接触していなかったが、バックアップ部材８の一部でサーボモータ５を支持するようにしてもよい。
【００５７】
上記実施形態では、伝達機構６は、第１，第２歯付きプーリ６１Ａ，６１Ｂを有していたが、第１，第２歯付きプーリ６１Ａ，６１Ｂの代わりに、いわゆる歯無しプーリを有してもよい。
【００５８】
上記実施形態では、伝達機構６は、タイミングベルト６２を有していたが、タイミングベルト６２の代わりに、例えば、平ベルト、Vベルト、チェーンなどを有してもよい。
【００５９】
上記実施形態では、サーボモータ５の駆動力は、第１，第２歯付きプーリ６１Ａ，６１Ｂおよびタイミングベルト６２でステムピン４に伝達されていたが、互いに噛み合う複数の歯車でステムピン４に伝達されるようにしてもよい。
【００６０】
上記実施形態では、サーボモータ５を用いていたが、他のモータを用いてもよい。このようにする場合、ステムピン４の下端部４ａの位置制御のために、例えばロータリエンコーダなどでステムピン４の回転量を検出するようにしてもよい。
【００６１】
本発明の具体的な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、上記実施形態の変形例同士を適宜組み合わせたものを、本発明の一実施形態としてもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１  固定側取付板
２  カセット金型
３  ホットランナ装置
４  ステムピン
４ａ  下端部
４ｂ  上端部
５  サーボモータ
６  伝達機構
７  可動側取付板
１０  ホットスプルー
２１  固定金型
２２  可動金型
２４  キャビティ
３１  マニホールドブロック
３１ａ  樹脂通路
３２  バンドヒータ
３３  ノズル
３３ａ  吐出口
３３ｂ  先端部
６１Ａ  第１歯付きプーリ
６１Ｂ  第２歯付きプーリ
６２  タイミングベルト
【要約】
射出成形装置は、キャビティ(２４)を形成するための第１，第２の金型(２１，２２)と、加熱部(３２)およびノズル(３３)を有するホットランナ装置(３)と、ノズル(３３)の軸方向に沿って移動可能に設置されて、ノズル(３３)の軸方向に沿ってノズル(３３)の内部からノズル(３３)の外部にわたって延在すると共に、ノズル(３３)の内部側の第１端部(４ａ)と、ノズル(３３)の外部側の第２端部(４ｂ)とを有するピン部材(４)と、ノズル(３３)の軸方向に沿ってピン部材(４)を移動させるための駆動力を発生する駆動部(５)と、駆動力をピン部材(４)の第２端部(４ｂ)に伝達する伝達機構(６)とを備える。ピン部材(４)および駆動部(５)は、ピン部材(４)の径方向に沿って並んでいる。【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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