(57)【要約】【課題】成形サイクルタイムを短縮し、構造の簡素な射出成形方法及び装置を提供する。【解決手段】相互に連結された第１キャビティブロック１ａ，１ｂと第２キャビティブロック２ａ，２ｂとを備え、キャビティブロックを型閉めした状態で加熱する予熱ステージ２０と、キャビティブロックを型閉めした状態で冷却しつつキャビティに樹脂を射出する流路１３とを有する射出・冷却ステージ１０とを備える。一方のキャビティブロックを予熱ステージで加熱している間、他方のキャビティブロックを射出・冷却ステージで冷却しつつ樹脂を射出し、一方のキャビティブロックを予熱ステージで型開きすると同時に、他方のキャビティブロックを射出・冷却ステージで型開きしてキャビティから成形品を取り出し、両キャビティブロックを型開きした状態で予熱ステージと射出・冷却ステージとの間で交互に移動させる。【選択図】    図１
2009297974.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のキャビティを有し、型開閉自在な一対の第１キャビティブロックと、
第２のキャビティを有し、第１キャビティブロックと同期して型開閉できるよう第１キャビティブロックに対して連結された一対の第２キャビティブロックと、
キャビティブロックを型閉めした状態で加熱する加熱手段を有する予熱ステージと、
キャビティブロックを型閉めした状態で冷却する冷却手段と、キャビティに樹脂を射出可能な流路とを有する射出・冷却ステージとを備え、
一方のキャビティブロックを予熱ステージで加熱している間、他方のキャビティブロックを射出・冷却ステージで冷却しつつ樹脂をキャビティに射出する第１ステップと、
一方のキャビティブロックを予熱ステージで型開きすると同時に、他方のキャビティブロックを射出・冷却ステージで型開きし、キャビティから成形品を取り出す第２ステップと、
両キャビティブロックを型開きした状態で、一方のキャビティブロックを予熱ステージから射出・冷却ステージへ移送すると同時に、他方のキャビティブロックを射出・冷却ステージから予熱ステージへ移送する第３ステップと、を備える射出成形方法。
【請求項２】
第１のキャビティを有し、型開閉自在な一対の第１キャビティブロックと、
第２のキャビティを有し、第１キャビティブロックと同期して型開閉できるよう第１キャビティブロックに対して連結された一対の第２キャビティブロックと、
キャビティブロックを型閉めした状態で加熱する加熱手段を有する予熱ステージと、
キャビティブロックを型閉めした状態で冷却する冷却手段と、キャビティに樹脂を射出可能な流路とを有する射出・冷却ステージと、
第１キャビティブロックと第２キャビティブロックとを同時に型開閉する型開閉手段と、
両キャビティブロックを型開きした状態で、一方のキャビティブロックを予熱ステージから射出・冷却ステージへ移送すると同時に、他方のキャビティブロックを射出・冷却ステージから予熱ステージへ移送する移送手段と、を備えたことを特徴とする射出成形装置。
【請求項３】
前記移送手段は、
前記第１キャビティブロックと第２キャビティブロックとを連結する連結部材と、
前記連結部材を支持し、両キャビティブロックを一体回転自在に支持する回転軸と、
前記第１キャビティブロックと第２キャビティブロックとを交互に予熱ステージと射出・冷却ステージとの間で移送させるべく、前記回転軸を回転させる駆動手段と、で構成されている請求項２に記載の射出成形装置。
【請求項４】
前記予熱ステージは、前記キャビティブロックの両面を型閉め方向に挟持する一対の加熱ブロックを有し、
前記射出・冷却ステージは、前記キャビティブロックの両面を型閉め方向に挟持する一対の冷却ブロックを有し、
前記型開閉手段は、前記加熱ブロックと冷却ブロックとを一体に型閉め／型開き方向に作動させることにより、第１キャビティブロックと第２キャビティブロックとを同時に型開閉する連動機構を有することを特徴とする請求項２又は３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、キャビティに熱可塑性樹脂を射出して成形する射出成形方法及びその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、型閉め後、加熱ステージでスライド金型を加熱し、射出を行なった後、取出し可能な温度にスライド金型を冷却するために、冷却ステージにスライド金型を移動させる構造の射出成形装置が提案されている。加熱ステージでスライド金型を加熱し、流動性の良い状態で射出を行うため、射出時にキャビティ内圧を高圧としなくてもキャビティ表面の転写性が良好となる利点がある。
【０００３】
特許文献２には、予熱ステージで金型全体を予熱した後、射出ステージへ金型を移動させて型閉めし、流動性の良い状態で射出を行ない、取出し可能な温度に金型全体を冷却するために、型閉め状態のまま冷却ステージに金型を移動させる構成の射出成形機が提案されている。
【０００４】
図１３は、従来の射出成形装置の動作説明図であり、（ａ）は特許文献１に示された射出成形装置における金型温度（型温）の時間変化、（ｂ）は特許文献２に示された射出成形装置における金型温度（型温）の時間変化を示す。（ａ）では、加熱ステージでスライド金型を加熱し、射出した後、その金型を冷却ステージに移動させ、冷却を行った後、取出しを行う。一方、（ｂ）では、第１金型を予熱、射出、冷却、型開きの各ステージへ移動させ、各工程を実施しつつ、これと並行して第２〜第４金型を各ステージへ移動させて各工程を実施する。つまり、第１〜第４の金型がそれぞれ予熱、射出、冷却、型開きの各ステージに対応するように、全ての金型を一体的に移動させて、各工程を並列的に実施するものである。そのため、全サイクルタイムは長くても、１金型当たりのサイクルタイムを全サイクルタイムの約１／４に短縮することが可能となる。
【０００５】
特許文献１の場合には、熱容量の比較的小さいスライド金型だけを加熱すればよいので、加熱時間自体は比較的短くなるが、成形を行なうステージでスライド金型を加熱するため、加熱完了までの待ち時間が発生し、成形サイクルタイムが長くなるという欠点がある。また、射出後のスライド金型を冷却ステージに移動させる際、型閉め力が作用した高負荷の状態でスライド金型の移動を行おうとすると、強力な駆動源や摩擦係数減少のための部品が必要となり、装置が複雑になる。一方、型閉め力を解放した状態でスライド金型を移動させようとすると、成形品が硬化する前に型閉め力を低下させるため、成形品の品質が低下してしまう恐れがあり、しかも冷却ステージにおけるスライド金型との熱伝導が悪く、冷却工程に時間がかかる問題がある。
【０００６】
特許文献２では、成形中に並列動作で予熱を行なうことができる利点があるが、熱容量の大きい金型全体を予熱・冷却する必要があり、成形サイクルタイムが長くなるという欠点がある。全サイクルの中で予熱工程に最も時間がかかるが、予熱、射出、冷却、型開きの４工程の所要時間をすべて同じにする必要があるため、いずれかの工程で無駄時間が発生する。また、特許文献１と同じく、型閉め力が作用した高負荷の状態で金型の移動を行うため、装置が大型かつ複雑になるという問題がある。
【特許文献１】特開平５−９２４５６号公報
【特許文献２】特開平４−１４６１１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、成形サイクルタイムを短縮でき、構造の簡素な射出成形方法及び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】
【０００８】
前記目的を達成するため、本発明に係る射出成形方法は、第１のキャビティを有し、型開閉自在な一対の第１キャビティブロックと、第２のキャビティを有し、第１キャビティブロックと同期して型開閉できるよう第１キャビティブロックに対して連結された一対の第２キャビティブロックと、キャビティブロックを型閉めした状態で加熱する加熱手段を有する予熱ステージと、キャビティブロックを型閉めした状態で冷却する冷却手段と、キャビティに樹脂を射出可能な流路とを有する射出・冷却ステージとを備え、一方のキャビティブロックを予熱ステージで加熱している間、他方のキャビティブロックを射出・冷却ステージで冷却しつつ樹脂をキャビティに射出する第１ステップと、一方のキャビティブロックを予熱ステージで型開きすると同時に、他方のキャビティブロックを射出・冷却ステージで型開きし、キャビティから成形品を取り出す第２ステップと、両キャビティブロックを型開きした状態で、一方のキャビティブロックを予熱ステージから射出・冷却ステージへ移送すると同時に、他方のキャビティブロックを射出・冷却ステージから予熱ステージへ移送する第３ステップと、を備えるものである。
【０００９】
本発明に係る射出成形装置は、第１のキャビティを有し、型開閉自在な一対の第１キャビティブロックと、第２のキャビティを有し、第１キャビティブロックと同期して型開閉できるよう第１キャビティブロックに対して連結された一対の第２キャビティブロックと、キャビティブロックを型閉めした状態で加熱する加熱手段を有する予熱ステージと、キャビティブロックを型閉めした状態で冷却する冷却手段と、キャビティに樹脂を射出可能な流路とを有する射出・冷却ステージと、第１キャビティブロックと第２キャビティブロックとを同時に型開閉する型開閉手段と、両キャビティブロックを型開きした状態で、一方のキャビティブロックを予熱ステージから射出・冷却ステージへ移送すると同時に、他方のキャビティブロックを射出・冷却ステージから予熱ステージへ移送する移送手段と、を備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
本発明では、相互に連結された複数のキャビティブロック（金型）を用い、予熱された一方のキャビティブロックを射出・冷却ステージへ移送すると同時に、他方のキャビティブロックを予熱ステージへ移送する。これらキャビティブロックの移動は、キャビティブロックを型開きした状態で行う。そして、同時に型閉めして、射出・冷却ステージで射出・冷却を開始すると同時に、次の成形準備を予熱ステージで行う。つまり、射出・冷却と並行して予熱を行うので、特許文献１のように成形ステージで加熱する方式に比べて、成形サイクルタイムを短くできる。また、キャビティブロックが予熱により高温を保った状態で成形が可能になるため、射出時の樹脂の流動性がよくなり、成形品質を安定させることが可能になる。予熱ステージにおいて、キャビティブロックだけを予熱すればよいので、特許文献２のように金型全体を予熱する場合に比べて熱容量が小さくてすみ、予熱時間を短縮できる。
【００１１】
キャビティブロックを射出・冷却ステージで冷却しながら射出成形するため、型閉め状態でのキャビティブロックの移動は必要なく、予熱ステージ及び射出・冷却ステージの型閉め時に加熱媒体及び冷却媒体とキャビティブロックとを直接面接触させることができる。そのため、キャビティブロックの接触面積をより大きくでき、熱伝達効率が良好となり、成形時間をさらに短くできる。
【００１２】
型開き状態でキャビティブロックの移動を行なうことから、高負荷移動に必要な構造を省くことができ、金型構造を単純化することができる。予熱ステージで加熱されたキャビティブロックは型開き状態で射出・冷却ステージへと移送されるため、キャビティブロックから多少は大気に放熱するが、その時間は比較的短時間で済み、かつ大気は断熱性を持つので、キャビティブロックは高温状態を維持できる。そして、型閉めとほぼ同時に射出を開始すれば、キャビティブロックに流動性の良い状態で射出を行うことができ、高い成形品質を得ることができる。
【００１３】
前記移送手段は、前記第１キャビティブロックと第２キャビティブロックとを連結する連結部材と、前記連結部材を支持し、両キャビティブロックを一体回転自在に支持する回転軸と、前記第１キャビティブロックと第２キャビティブロックとを交互に予熱ステージと射出・冷却ステージとの間で移送させるべく、前記回転軸を回転させる駆動手段と、で構成するのが望ましい。この場合には、回転軸が両方のキャビティブロックを支持する手段と、両方のキャビティブロックを移動させる手段とを兼ねるので、構造が小型化、簡素化される。
【００１４】
前記予熱ステージは、前記キャビティブロックの両面を型閉め方向に挟持する一対の加熱ブロックを有し、前記射出・冷却ステージは、前記キャビティブロックの両面を型閉め方向に挟持する一対の冷却ブロックを有し、前記型開閉手段は、前記加熱ブロックと冷却ブロックとを一体に型閉め／型開き方向に作動させることにより、第１キャビティブロックと第２キャビティブロックとを同時に型開閉する連動機構を有するものがよい。この場合には、予熱ステージの加熱ブロック及び射出・冷却ステージの冷却ブロックの開閉作動と、キャビティブロックの型開閉とを同時に行うことができるので、駆動源が１個で足り、構造が簡素となる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明によれば、一方のキャビティブロックが射出・冷却を行う間、他方のキャビティブロックで次の成形準備のための予熱を並行して行うことができるので、成形サイクルタイムを短縮でき、効率のよい射出成形を実現できる。また、冷却ステージで冷却しつつ射出成形するため、型閉め状態でのキャビティブロック移動は必要なく、型閉め時にキャビティブロックを加熱媒体及び冷却媒体と面接触させることができるので、熱伝達効率が向上し、より成形時間を短くできる。さらに、型開き状態でキャビティブロックの移動を行なうことから、高負荷移動に必要な構造を省くことができ、金型構造を単純化できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
〔実施形態１〕
図１，図２は本発明に係る射出成形装置の第１実施形態であり、図１は型閉め状態、図２は型開き状態を示す。本実施形態は２段スプルー構造の射出成形装置の例であり、上側支持板３０と、下側支持板３１と、スプルー板３２とを備えている。上側支持板３０と下側支持板３１との間には、射出・冷却ステージ１０を構成する上下一対の冷却ブロック１１ａ，１１ｂと、予熱ステージ２０を構成する上下一対の加熱ブロック２１ａ，２１ｂとが、180 °対称位置に固定されている。すなわち、上側の冷却ブロック１１ａと加熱ブロック２１ａは上側支持板３０の下面に固定され、下側の冷却ブロック１１ｂと加熱ブロック２１ｂは下側支持板３１の上面に固定されている。
【００１８】
冷却ブロック１１ａ，１１ｂには、冷却媒体を通過させるための通過孔１２が設けられ、成形品の取出し可能な一定温度（例えば常温〜150 ℃程度）に保たれている。上側の冷却ブロック１１ａには、樹脂を注入するための樹脂流路１３が形成されている。加熱ブロック２１ａ，２１ｂにはヒータ２２が内蔵され、流動性の良い状態で成形を行うための一定温度（例えば150 〜300 ℃程度）に保たれている。なお、ヒータ２２に代えて加熱媒体を通過させるための通過孔を設けてもよい。
【００１９】
上側支持板３０の上部に配置されたスプルー板３２には一次スプルー３３が形成され、上側支持板３０にはランナー３４及び二次スプルー３５が形成されている。二次スプルー３５は冷却ブロック１１ａの樹脂流路１３と連続している。型閉め状態において、樹脂流路１３は後述するキャビティブロックのゲート３，５と接続される。上側支持板３０、下側支持板３１及びスプルー板３２は、図示しない作動装置によって開閉作動される。なお、下側支持板３１は固定台に固定されていてもよい。上側支持板３０、下側支持板３１及びスプルー板３２の開閉動作と連動して、キャビティブロック１ａ，１ｂ及び２ａ，２ｂを型閉め／型開きできるように、連動機構を設けるのがよい。この場合は、単一の駆動源によって冷却ブロック１１ａ，１１ｂ及び加熱ブロック２１ａ，２１ｂの開閉と、キャビティブロック１ａ，１ｂ、２ａ，２ｂの型開閉とを行うことができるため、好ましい。なお、作動装置及び連動機構の自体構成は当業界では公知であるため、詳しい説明を省略する。
【００２０】
冷却ブロック１１ａ，１１ｂ、及び加熱ブロック２１ａ，２１ｂの間には、型開閉自在な上下一対の第１キャビティブロック１ａ，１ｂと、型開閉自在な上下一対の第２キャビティブロック２ａ，２ｂとが配置されている。第１キャビティブロック１ａ，１ｂにはゲート３とキャビティ４とが形成され、第２キャビティブロック２ａ，２ｂにも同様にゲート５とキャビティ６とが形成されている。上側の第１キャビティブロック１ａと第２キャビティブロック２ａとが連結板７によって相互に連結され、下側の第１キャビティブロック１ｂと第２キャビティブロック２とが連結板８によって相互に連結されている。第１キャビティブロック１ａ，１ｂと第２キャビティブロック２ａ，２ｂとの間の熱伝導を低減するため、連結板７，８の一部又は全体を断熱材で形成するのがよい。連結板７の中心部には回転軸９が連結されており、回転軸９はアクチュエータ３７によって180 °ずつ間欠的に回転駆動される。回転軸９とアクチュエータ３７とにより、本発明の移送手段を構成している。連結板８は回転軸９に対して軸方向にはスライド自在であるが、回転方向には固定されるスプライン方式で嵌合されている。回転軸９を180 °ずつ回転駆動させることで、第１キャビティブロック１ａ，１ｂと第２キャビティブロック２ａ，２ｂとを一体に180 °ずつ旋回させることができる。なお、第１キャビティブロック１ａ，１ｂのゲート３と、第２キャビティブロック２ａ，２ｂのゲート５は、回転軸９から等距離に形成されている。
【００２１】
ここで、本実施形態の射出成形装置の動作を説明する。図１に示す型閉め状態は、上側支持板３０及びスプルー板３２を下側支持板３１に対して相対的に下方へ移動させ、冷却ブロック１１ａ，１１ｂの間に一方のキャビティブロック１ａ，１ｂを挟持し、加熱ブロック２１ａ，２１ｂの間に他方のキャビティブロック２ａ，２ｂを挟持した状態である。この状態で、冷却ブロック１１ａ，１１ｂとキャビティブロック１ａ，１ｂとが面で圧着するので、キャビティブロック１ａ，１ｂを効率よく冷却できる。冷却開始と同時に、一次スプルー３３、ランナー３４、二次スプルー３５及び樹脂流路１３を介してキャビティ４内に加熱（例えば200 〜400 ℃）した熱可塑性樹脂を射出し、成形を行う。射出開始時において、キャビティブロック１ａ，１ｂは所定温度に予熱されているので、流動性の良い状態で射出を行うことができる。しかも、射出と同時に冷却を開始するので、比較的短時間で成形を完了できる。一方、加熱ブロック２１ａ，２１ｂとキャビティブロック２ａ，２ｂも面で圧着するので、キャビティブロック２ａ，２ｂに加熱ブロック２１ａ，２１ｂの熱を効率よく伝達でき、比較的短時間でキャビティブロック２ａ，２ｂを所定温度（例えば150 〜300 ℃）まで加熱できる。
【００２２】
成形及び予熱を完了した後、スプルー板３２及び上側支持板３０を下側支持板３１に対して相対的に上方へ作動させ、これと連動して上下のキャビティブロック１ａ，２ａ及びキャビティブロック１ｂ，２ｂを型開きした状態が、図２である。この状態で、キャビティ４内の成形品が取り出されると共に、スプルー３３，３５及びランナー３４に残った樹脂部品が取り出される。成形品を取り出した後、アクチュエータ３７により回転軸９を180 °回転させ、型開き状態のままキャビティブロック１ａ，１ｂを予熱ステージ２０へ移送すると共に、キャビティブロック２ａ，２ｂを射出・冷却ステージ１０へ移送する。その後、型閉めされ、上記と同様の動作を繰り返す。
【００２３】
射出・冷却ステージ１０へ送られたキャビティブロック２ａ，２ｂは、事前に予熱ステージ２０で予熱されているため、成形に適した温度（例えば150 〜300 ℃）を維持している。そのため、型閉め直後に射出を開始すれば、流動性の良い状態で射出を行なうことができる。そして、成形を行いつつ冷却し、取出し可能な温度（常温〜150℃程度）まで冷却を行ない、成形を完了する。予熱ステージ２０でのキャビティブロックの予熱には比較的長時間を必要とするが、この予熱時間と射出・冷却ステージ１０での射出・冷却時間とをバランスさせることができるので、無駄時間を可能な限り短くできる。つまり、いずれかのキャビティブロックが一方のステージで待つ待ち時間を少なくできる。
【００２４】
図３は本射出成形装置の動作を示す型温のタイムチャート図である。図３において、ｔ０〜ｔ１は、第１キャビティブロックを予熱し、これと並行して第２キャビティブロックの射出／冷却を行う期間である。ｔ１〜ｔ２は、第１キャビティブロックを予熱ステージ２０から射出・冷却ステージ１０へ移送し、これと並行して第２キャビティブロックの成形品取出し及び射出・冷却ステージ１０から予熱ステージ２０への移送を行う期間である。ｔ２〜ｔ３は、第１キャビティブロックの射出／冷却を行い、これと並行して第２キャビティブロックの予熱を行う期間である。ｔ３〜ｔ４は、第２キャビティブロックを予熱ステージ２０から射出・冷却ステージ１０へ移送し、これと並行して第１キャビティブロックの成形品取出し及び射出・冷却ステージ１０から予熱ステージ２０への移送を行う期間である。図３に示すように、一方のキャビティブロックのみに着目すれば、ｔ０〜ｔ４が１サイクルタイムに相当するが、２台のキャビティブロックを並行して作動させるため、成形サイクルタイムは全工程（ｔ０〜ｔ４）の半分の時間に短縮できる。
【００２５】
前記実施形態における効果は次の通りである。
（１）前記のように、一方のキャビティブロックを予熱ステージで加熱しながら、他方のキャビティブロックを射出・冷却ステージで射出しつつ冷却するので、予熱工程と射出／冷却工程とを並行して実施でき、成形サイクルタイムを短くできる。
（２）予熱ステージ２０では、キャビティブロックのみを加熱すればよいので、熱容量が比較的小さく、予熱にかかる時間を短縮できる。つまり、加熱工程における時間勾配を大きくすることができる。同様に、射出・冷却ステージでキャビティブロックのみを冷却すればよいので、比較的短時間で成形品の取出し可能な温度まで降温させることができる。
（３）予熱されたキャビティブロックを使用して、冷却ステージで射出成形するため、型閉じ状態でのキャビティブロック移動は必要なく、予熱ステージ及び冷却ステージとで型閉め時に直接加熱／冷却ブロックとキャビティブロックとを面接触させることができるので、キャビティブロックの接触面積をより大きくでき、熱伝達効率が良いため、より成形時間を短くできる。
（４）キャビティブロックが加熱により高温状態で、成形が可能になるため、成形射出時の樹脂の流動性もよくなり、成形品質を安定させることが可能になる。
（５）型開き状態で、キャビティブロックの移動を行なうことから、高負荷移動に必要な構造を省くことができるため、金型構造を単純化できる。
（６）第１と第２のキャビティブロックを回転軸９を中心として旋回させることで、予熱ステージと射出・冷却ステージとの間を交互に移動させることができるので、移動機構が簡素化され、小型化される。さらに、使用していないステージがないので、スペース効率を高めることができる。
【００２６】
なお、図１，図２では、ステージを２分割して予熱ステージと射出・冷却ステージとを180 °対称位置に設けたが、ステージを４分割し、キャビティブロックの90°毎の回転に合せて予熱〜冷却・射出を繰り返す構成としたり、それ以上の分割数とすることも可能である。それにより、１金型あたりの生産数を増やすことが可能になる。また、上下方向に型閉め／型開きを行う例を示したが、水平方向に型閉め／型開きを行う横置き型の射出成形装置であってもよい。
【００２７】
〔実施形態２〕
図４〜図６は本発明に係る射出成形装置の第２実施形態を示す。この射出成形装置は、中央部に射出・冷却ステージ４０、両側に予熱ステージ５０，５０を備え、これらステージが直線状に配置されている。射出・冷却ステージ４０は上下一対の冷却ブロック４１ａ，４１ｂを備え、予熱ステージ５０は上下一対の加熱ブロック５１ａ，５１ｂを備えている。上側の冷却ブロック４１ａ及び加熱ブロック５１ａは上側支持板６０の下面に固定され、下側の冷却ブロック４１ｂ及び加熱ブロック５１ｂは下側支持板６１の上面に固定されている。上側支持板６０の上方にスプルー板６２が配置されている。
【００２８】
冷却ブロック４１ａ，４１ｂには、冷却媒体を通過させるための通過孔４２が設けられ、成形品の取出し可能な一定温度（例えば常温〜150 ℃程度）に保たれている。上側の冷却ブロック４１ａには、樹脂を注入するための樹脂流路４３が形成されている。加熱ブロック５１ａ，５１ｂにはヒータ５２が内蔵され、流動性の良い状態で射出を行うための一定温度（例えば150 〜300 ℃程度）に保たれている。上側支持板６０の上部に配置されたスプルー板６２には一次スプルー６３が形成され、上側支持板６０には一次スプルー６３と連続する二次スプルー６４が形成されている。二次スプルー６４は冷却ブロック４１ａの樹脂流路４３と連続している。型閉め状態において、樹脂流路４３はキャビティブロックのゲート３，５と接続される。
【００２９】
第１キャビティブロック１ａ，１ｂと第２キャビティブロック２ａ，２ｂの構造は、直動型アクチュエータ６５によって水平方向に往復移動可能である点を除き、第１実施形態とほぼ同様であるため、同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。一方のキャビティブロックが射出・冷却ステージ４０に位置しているとき、他方のキャビティブロックが予熱ステージ５０に位置するように、第１，第２キャビティブロックはアクチュエータ６５によって水平方向に往復移送される。なお、上下の連結板７，８は図示しない連結機構により、型開閉方向に移動可能に連結されている。
【００３０】
次に、本実施形態の射出成形装置の動作を説明する。図４は第１キャビティブロック１ａ，１ｂで射出成形し、第２キャビティブロック２ａ，２ｂを予熱している状態、図５は型開き状態、図６は第２キャビティブロック２ａ，２ｂで射出成形し、第１キャビティブロック１ａ，１ｂを予熱している状態を示す。図４のように、第１キャビティブロック１ａ，１ｂを射出・冷却ステージ４０で挟みこむと共に、第２キャビティブロック２ａ，２ｂを右側の予熱ステージ５０で挟み込む。射出・冷却ステージ４０では、加熱された樹脂が樹脂流路４３を介してキャビティ４内に射出され、冷却される。そのため、比較的短時間で成形が完了する。一方、右側の予熱ステージ５０では、射出成形と並行して第２キャビティブロック２ａ，２ｂを予熱する。
【００３１】
射出が終了し、第１キャビティブロック１ａ，１ｂが成形品取出し可能な温度まで冷却され、同時に第２キャビティブロック２ａ，２ｂが所定温度まで加熱されると、スプルー板６２及び上下の支持板６０，６１を上下方向に開放し、さらに第１キャビティブロック１ａ，１ｂ及び第２キャビティブロック２ａ，２ｂを型開きする（図５参照）。この状態で、成形品をキャビティ４から取り出すと共に、スプルー内の樹脂部品を排出する。
【００３２】
成形品の取出し後、第１キャビティブロック１ａ，１ｂ及び第２キャビティブロック２ａ，２ｂは型開き状態のままアクチュエータ６５により作動され、第１キャビティブロック１ａ，１ｂは左側の予熱ステージ５０へ、第２キャビティブロック２ａ，２ｂは中央の射出・冷却ステージ４０へそれぞれ移送される。そこで、図６に示すように型閉めすることで、予熱と射出・冷却とが並行して実施される。その後、再び型開きし、次のサイクルへ移行する。
【００３３】
本実施形態では、中央部に射出・冷却ステージ４０を配置し、両側に予熱ステージ５０を配置し、キャビティブロックを直線往復移動させることにより、キャビティブロックの位置を入れ替えることができる。キャビティブロックの移動距離を短くできるので、金型内でより高速に移動させることができ、サイクルタイムを短くできる。キャビティブロックが金型の外に出ることがないので、熱の出入りを少なくすることができる。
【００３４】
〔実施形態３〕
図７〜図９は本発明に係る射出成形装置の第３実施形態を示す。この実施形態は、第２実施形態の変形例であり、第２実施形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。図７は第１キャビティブロック１ａ，１ｂに樹脂を射出し、第２キャビティブロック２ａ，２ｂを予熱している状態、図８は型開き状態、図９は第２キャビティブロック２ａ，２ｂに樹脂を射出し、第１キャビティブロック１ａ，１ｂを予熱している状態を示す。本実施形態では、中央部に予熱ステージ５０、両側に射出・冷却ステージ４０がそれぞれ設けられ、これらステージが直線状に配置されている。
【００３５】
本実施形態では、２つの射出・冷却ステージ４０で交互に射出を行うので、両方の射出・冷却ステージ４０で異なる樹脂材料を射出することもできる。つまり、第１キャビティブロック１ａ，１ｂと第２キャビティブロック２ａ，２ｂとで異なる材料の成形品を成形することもできる。
【００３６】
〔実施形態４〕
図１０〜図１２は本発明に係る射出成形装置の第４実施形態を示す。この実施形態は、第１実施形態を実際の射出成形機に応用したものであり、図１０は型閉め状態、図１１は図１０のXI−XI線断面、図１２は型開き状態を示す。本射出成形機は横置き式であり、取出し側となる射出・冷却ステージ１０が下方となる向きに設置されている。図１，図２と共通部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００３７】
第１支持板３０と冷却ブロック１１ａとの間、第１支持板３０と加熱ブロック２１ａとの間、第２支持板３１と冷却ブロック１１ｂとの間、第２支持板３１と加熱ブロック２１ｂとの間には、それぞれ断熱材７０が介装されている。スプルー板３２の背後には可動側取付板７１が設けられ、当該取付板７１に固定されたガイドポスト７２がスプルー板３２及び第１支持板３０を摺動自在にガイドしている。第２支持板３１の背後にはスペーサブロック７３を介して固定側取付板７４が固定されている。
【００３８】
回転軸９の一方の端部には磁性板７５が固定されており、この回転軸９と対向する第１支持板３０の中央部には、磁性板７５を吸着する磁石７６が固定されている。この磁石７６は、型開き時に第１支持板３０の動きに連動して回転軸９を引っ張る機能を有する。第２支持板３１の一側面には、スプライン軸よりなる回転軸９を回転自在に、かつ軸方向に移動自在に支える軸受７７が取り付けられている。回転軸９が磁石７６によって引っ張られたとき、回転軸９の他方の端部に固定されたストッパ７８が軸受７７に当接するまで、回転軸９の左方へのスライド動作が可能である。
【００３９】
第２支持板３１の他側面にはプーリ７９が一定位置で回転自在に配置されている。このプーリ７９は回転軸９に対して、スリーブ８０を介して一体回転可能に、かつ軸方向スライド自在に取り付けられている。図１１に示すように、プーリ７９と、ロータリアクチュエータ８１に取り付けられたプーリ８２との間には、タイミングベルト８３が巻きかけられている。ロータリアクチュエータ８１を駆動すると、タイミングベルト８３を介してプーリ７９が回転し、回転軸９もプーリ７９と一体回転する。そのため、第１キャビティブロック１ａ，１ｂと第２キャビティブロック２ａ，２ｂとを１８０°ずつ回転させることができる。
【００４０】
プーリ７９にはプレート８４が取り付けられ、このプレート８４には、連結板８に一端が固定された釣りボルト８５が挿通されている。釣りボルト８５によって、連結板８（キャビティブロック１ｂ，２ｂ）の第２支持板３１からの最大離間距離が規定される。スリーブ８０と連結板８との間には、両者を離間方向に付勢する圧縮スプリング８６が介装されている。なお、連結板８の内周部には、連結板８を回転軸９に対して一体回転可能に、かつ軸方向にスライド自在に支持するスリーブ８７が取り付けられている。
【００４１】
支持板３０，３１の開閉動作と連動してキャビティブロック１ａ，１ｂ及び２ａ，２ｂを型閉め／型開きする連動機構は、回転軸９、磁性板７５、磁石７６、ストッパ７８、プレート８４、釣りボルト８５、スプリング８６等によって構成される。但し、連動機構は磁石７６及びスプリング８６を用いたものに限らず、例えば釣りボルトとスプリングとの組合せによっても実現可能であり、種々変更可能である。
【００４２】
ここで、連動機構の動作を説明する。まず、図１０に示す型閉め状態では、第１キャビティブロック１ａ，１ｂ及び第２キャビティブロック２ａ，２ｂは、それぞれ冷却ブロック１１ａ，１１ｂ及び加熱ブロック２１ａ，２１ｂの間で挟持される。磁石７６は回転軸９の左端に取り付けられた磁性板７５に吸着した状態にあり、回転軸９の右端に固定されたストッパ７８は軸受７７から遠く離れている。
【００４３】
次に、型開きのために可動側取付板７１が左方へ移動を開始すると、第１支持板３０も追随して左方へ移動し、キャビティブロック１ａ，１ｂ、２ａ，２ｂへの押圧力が解放されるので、スプリング８６によって連結板７，８、及びキャビティブロック１ａ，１ｂ、２ａ，２ｂが一体に左方へ押される。回転軸９は磁石７６と吸着状態のまま左方へスライドする。キャビティブロック１ｂ，２ｂが冷却ブロック１１ｂ，加熱ブロック２１ｂから離れた後、釣りボルト８５の先端がプレート８４に当たると、右側の連結板８（キャビティブロック１ｂ，２ｂ）のストロークエンドとなる。一方、左側の連結板７は磁石７６に吸着されてさらに左方へ移動するため、キャビティブロック１ａ／１ｂ、２ａ／２ｂ間が相互に開かれる。やがて、回転軸９の右端に設けたストッパ７８が軸受７７に当たって停止すると、回転軸９もストロークエンドに達する。さらに第１支持板３０が左方へ動くことで、磁石７６と磁性板７５とが離れるため、キャビティブロック１ａ，２ａが冷却ブロック１１ａ、加熱ブロック２１ａから離れる。その後、可動側取付板７１の左方への動きにつれて第１支持板３０、スプルー板３２、可動側取付板７１も相互に離れ、完全な型開き状態となる（図１２参照）。この型開き状態において、キャビティブロック１ａ，１ｂ、２ａ，２ｂはロータリアクチュエータ８１によって回転駆動される。
【００４４】
前記連動機構によって、可動側取付板７１の開閉動作と連動して、キャビティブロック１ａ，１ｂ、２ａ，２ｂを型閉め／型開きできると共に、キャビティブロックと冷却ブロック及び加熱ブロックとの接触／離間をも行うことができる。そのため、射出成形機の構造を簡素化でき、開閉用の駆動源が１つで済むので、制御が簡単になる。なお、前記実施例では、射出・冷却ステージ１０が下方となる向きに設置されているため、成形品を重力を利用して取り出すことができ、取出し作業が容易になる。
【００４５】
本発明では、型開き状態のキャビティブロックを予熱ステージと射出・冷却ステージとの間で移送するが、この型開き状態とは、成形品を取り出せる程度の全開状態である必要はなく、例えばキャビティブロック同士を軽く閉じた状態で移送してもよい。少なくとも、キャビティブロックを型閉めしない状態で移送すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る射出成形装置の第１実施形態の型閉め状態の概略断面図である。
【図２】図１に示す射出成形装置の型開き状態の概略断面図である。
【図３】図１に示す射出成形装置の動作を示すタイムチャート図である。
【図４】本発明に係る射出成形装置の第２実施形態の型閉め状態の概略断面図である。
【図５】図４に示す射出成形装置の型開き状態の概略断面図である。
【図６】図４に示す射出成形装置の別の型閉め状態の概略断面図である。
【図７】本発明に係る射出成形装置の第３実施形態の型閉め状態の概略断面図である。
【図８】図７に示す射出成形装置の型開き状態の概略断面図である。
【図９】図７に示す射出成形装置の別の型閉め状態の概略断面図である。
【図１０】本発明に係る射出成形装置の第４実施形態の型閉め状態の断面図である。
【図１１】図１０のXI−XI線断面図である。
【図１２】図１０に示す射出成形装置の型開き状態の断面図である。
【図１３】従来の射出成形装置の動作を示すタイムチャート図である。
【符号の説明】
【００４７】
１ａ，１ｂ      第１キャビティブロック
２ａ，２ｂ      第２キャビティブロック
４，６          キャビティ
７，８          連結板（連結部材）
９              回転軸
１０            射出・冷却ステージ
１１ａ，１１ｂ  冷却ブロック
１２            冷却媒体通過孔
１３            樹脂通路
２０            予熱ステージ
２１ａ，２１ｂ  加熱ブロック
２２            ヒータ
３０            上側支持板
３１            下側支持板
３２            スプルー板
３７            アクチュエータ（駆動手段）
７５            磁性板
７６            磁石
７８            ストッパ
７９            プーリ
８０            スリーブ
８１            ロータリアクチュエータ
８３            タイミングベルト
８４            プレート
８５            釣りボルト
８６            スプリング
【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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