(57)【要約】【課題】入れ子を有しない射出成形装置の金型に対しても適用でき、射出成形品の冷却効率を向上させ、成形サイクルの短縮を図ること。【解決手段】突当て面７が成形位置Ｏと、成形位置Ｏから所定ストローク退避した退避位置Ｐと、成形位置Ｏから突出した突出位置Ｑとの各位置をとるように移動可能なエジェクタピン５と、エジェクタピン５が退避位置Ｐに移行したときに、エジェクタピン５の突当て面７とキャビティ２０との間に形成される空間部８と、空間部８内に冷媒Ｂを導入する導入流路９と、空間部８内に導入された冷媒Ｂを外部に排出する排出流路１０とを備えている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
突当て面が成形位置と、前記成形位置から所定ストローク退避した退避位置と、前記成形位置から突出した突出位置との各位置をとるように移動可能なエジェクタピンと、
前記エジェクタピンが前記退避位置に移行したときに、該エジェクタピンの突当て面とキャビティとの間に形成される空間部と、
前記空間部内に冷媒を導入する導入流路と、
前記空間部内に導入された冷媒を外部に排出する排出流路と、を備えてい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、
前記空間部は異なるエジェクタピンの各位置に対応してそれぞれ設けられて少なくとも一つが前記導入流路側の空間部、残りが排出流路側の空間部となり、
前記導入流路側の空間部と排出流路側の空間部は中継流路を介して連通されていることを特徴とする射出成形装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の射出成形装置において、
前記中継流路は、溶融状態の成形原料が流れ込まないサイズの間隙を介して成形空間に臨んでいることを特徴とする射出成形装置。
【請求項４】
請求項１に記載の射出成形装置において、
前記冷媒の導入流路と排出流路の少なくとも一方はエジェクタピンに設けられていることを特徴とする射出成形装置。
【請求項５】
突当て面が成形位置に存するエジェクタピンを、前記突当て面が前記成形位置から所定ストローク退避した退避位置まで移動させることによって該エジェクタピンの該突当て面とキャビティとの間に空間部を形成する空間部形成工程と、
冷媒の導入流路を介して前記空間部内に冷媒を導入してキャビティ内の射出成形品を冷却する成形品冷却工程と、
前記空間部内に導入されて射出成形品の冷却に使用された冷媒を排出流路を介して外部に排出する冷媒排出工程と、を有する射出成形品の冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形された射出成形品を冷却する構造を備えた射出成形装置及び射出成形品の冷却方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
射出成形によって成形されるプラスチック成形品の固化を促進させる従来の冷却構造としては、例えば金型中に冷媒が流れる冷媒流路を配設することによって金型の温度を下げ、キャビティ内のプラスチック成形品を間接的に冷却するという構造が採られていた。しかし、上記のような間接的な冷却構造のみでは、熱交換に費やす冷却時間が長くかかり、プラスチック成形品の冷却、固化が円滑に行えないことによって、プラスチック成形品の一連の成形サイクルの短縮を図る上において大きな障害になっていた。
【０００３】
一方、下記の特許文献１、２には、キャビティ内の樹脂原料の固化が進み、樹脂圧が所定圧力になったところで入れ子を移動させることによってキャビティ内に空隙部を形成し、当該空隙部に冷媒を供給することによってキャビティ内のプラスチック成形品の冷却、固化を図るといった冷却構造が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−２６４１９３号公報
【特許文献２】特開２００２−９６３６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１、２の上記冷却構造は、キャビティ内のプラスチック成形品に対して直接、冷媒を作用させる点でプラスチック成形品の冷却時間の短縮に貢献できるが、入れ子を有しない金型に対しては適用することができない。また、入れ子中に冷媒の導入流路を形成しなければならず、入れ子の形状が複雑であったり、入れ子が小さいような場合には金型の製作コストを増大させることになる。
【０００５】
本発明の目的は、入れ子を有しない金型に対しても適用でき、射出成形品の冷却効率を向上させ、成形サイクルの短縮を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様に係る射出成形装置は、突当て面が成形位置と、前記成形位置から所定ストローク退避した退避位置と、前記成形位置から突出した突出位置との各位置をとるように移動可能なエジェクタピンと、前記エジェクタピンが前記退避位置に移行したときに、該エジェクタピンの突当て面とキャビティとの間に形成される空間部と、前記空間部内に冷媒を導入する導入流路と、前記空間部内に導入された冷媒を外部に排出する排出流路と、を備えていることを特徴とするものである。
【０００７】
本態様によれば、エジェクタピンはその突当て面がキャビティの壁面を成す成形位置から所定ストローク退避した退避位置に移動できる。このようにエジェクタピンが退避位置に移動することで、当該エジェクタピンの突当て面とキャビティとの間に冷却用の空間部が形成されるようになっている。そして、該空間部に冷媒を導入することによってキャビティ内の射出成形品は直接、冷媒に触れて冷却されるようになっている。従って、既存のエジェクタピンの停止位置を追加するだけの極めて簡単な構成によって、射出成形品の冷却効率を向上させて射出成形品の成形サイクルの短縮を図ることができる。また、前記空間部内の冷媒が排出流路から速やかに射出成形装置の外部に排出されるので、射出成形品の冷却効率がよい。
【０００８】
本発明の第２の態様は、前記第１の態様に係る射出成形装置において、前記空間部は異なるエジェクタピンの各位置に対応してそれぞれ設けられて少なくとも一つが前記導入流路側の空間部、残りが排出流路側の空間部となり、前記導入流路側の空間部と排出流路側の空間部は中継流路を介して連通されていることを特徴とするものである。
【０００９】
本態様によれば、複数のエジェクタピンの位置に冷却の為の空間部を設けるので、空間部の数も複数となり、もって冷却に利用できる冷却空間容積を大きくすることができ、冷却効率を向上できる。また、冷媒の導入及び排出を当該中継流路によって一方向の流れとなり、構造簡単にして冷却効率を向上することができる。
【００１０】
本発明の第３の態様は、前記第１の態様又は第２の態様に係る射出成形装置において、前記中継流路は、溶融状態の成形原料が流れ込まないサイズの間隙を介して成形空間に臨んでいることを特徴とするものである。  
本態様によれば、複数の空間部に加えて中継流路の部分でも射出成形品に対して直接の冷却を行えるので、更に冷却効率を向上することができる。
【００１１】
本発明の第４の態様は、前記第１の態様に係る射出成形装置において、前記冷媒の導入流路と排出流路の少なくとも一方はエジェクタピンに設けられていることを特徴とするものである。
【００１２】
本態様によれば、エジェクタピンの構造を一部改変するだけの比較的簡単な構成によって冷媒の導入流路と排出流路を形成することができ、金型の製作コストの削減を図ることができる。
【００１３】
本発明の第５の態様に係る射出成形品の冷却方法は、突当て面が成形位置に存するエジェクタピンを、前記突当て面が前記成形位置から所定ストローク退避した退避位置まで移動させることによって該エジェクタピンの該突当て面とキャビティとの間に空間部を形成する空間部形成工程と、冷媒の導入流路を介して前記空間部内に冷媒を導入してキャビティ内の射出成形品を冷却する成形品冷却工程と、前記空間部内に導入されて射出成形品の冷却に使用された冷媒を排出流路を介して外部に排出する冷媒排出工程と、を有するものである。  
本態様によれば、第１の態様と同様に、射出成形品の冷却効率を向上させて射出成形品の成形サイクルの短縮を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態に係る射出成形装置及び当該射出成形装置を使用することによって実行される射出成形品の冷却方法を図面に基づいて説明する。尚、以下の説明では射出成形によって成形されるプラスチック成形品Ａを例に採り、可動型３と固定型４とエジェクタピン５を備える比較的単純な構造の金型２を使用してプラスチック成形品Ａの成形を行う場合について実施例１と実施例２の２つの実施例を採り上げて説明する。
【００１５】
＜実施例１＞
図１は実施例１に係る射出成形装置の金型と射出成形品を示す分解斜視図、図２は同上、可動型を示す平面図である。図３は同上、型閉じ状態の金型を示す縦断面図、図４は実施例１にかかる射出成形装置を使用した場合の冷却方法を段階的（ａ）〜（ｅ）に示す部分縦断面図である。
【００１６】
実施例１に係る射出成形装置１は、既存のエジェクタピン５と、該エジェクタピン５が挿嵌される挿嵌孔６を利用して新たな冷却構造が構成されている。具体的には、突当て面７がキャビティ２０の壁面２１と面一になる成形位置Ｏと、突当て面７がキャビティ２０の壁面２１から所定ストローク退避した退避位置Ｐと、突当て面７がキャビティ２０の壁面２１から突出した突出位置Ｑとの間を選択的に移動し得るエジェクタピン５と、上記エジェクタピン５が退避位置Ｐにあるとき、上記エジェクタピン５の突当て面７とキャビティ２０との間に形成される冷却用の空間部８と、上記空間部８内に冷媒Ｂを導入する導入流路９と、上記空間部８内に導入された冷媒Ｂを金型２外に排出する排出流路１０とを備えることによって基本的に構成されている。そして、上記冷媒の導入流路９と排出流路１０は、本実施例では可動型３の分割面である上面３ａに対して形成されている。
【００１７】
金型２は上方に固定型４、その下方に可動型３を配し、可動型３にはエジェクタピン５の先端部分を保持する保持部材１１が設けられている。可動型３の下方には受け板１２が設けられており、該受け板１２はスペーサブロック１３によって上方に持ち上げられた状態で下方の取付けベース１５に固定されている。また、エジェクタピン５は、上記可動型３及び受け板１２を貫通して下方に向けて延びており、エジェクタピン５の下端の頭部５ａが上部エジェクタプレート１６と下部エジェクタプレート１７との間に挟まれて保持されている。
【００１８】
また、下部エジェクタプレート１７の下方には、エジェクタロッド１８が取り付けられており、図示しない押し上げ機構によって上記エジェクタロッド１８が押し上げられ、上記エジェクタピン５は成形位置Ｏと突出位置Ｑとの間を移動できるようになっている。また、上記受け板１２の下面にはシリンダ２２の本体２２ａが設けられており、シリンダ２２のロッド２２ｂの先端部は、一例として上記下部エジェクタプレート１７に接続されている。この他、上記冷媒の導入流路９には、図示しない連絡流路が接続されており、冷媒供給装置２３から供給された冷媒Ｂが上記図示しない連絡流路を通って上記導入流路９に供給されるようになっている。
【００１９】
可動型３は、金属製の図示のような矩形ブロック状の部材で、可動型３の分割面となる上面３ａには、プラスチック成形品Ａの裏面側を形作るためのコア（雄型）１４が一例として設けられている。また、上記コア１４の四隅のコーナ部には上記保持部材１１を取り付けるための取付け穴２６が可動型３の上下面を貫通するように設けられている。また、上記保持部材１１は、下部にフランジ部１１ａを有する円筒スリーブ状の部材で、その端面はコア１４の上面と面一になるように取り付けられている。
【００２０】
図２に示すように、可動型３の上面３ａには左右２本ずつの取付け穴２６の上部を、一例として平面視Ｕの字状に結ぶ角溝状の冷媒Ｂの流路が形成されている。その流路の一部が上述した冷媒の導入流路９と排出流路１０になっている。また、導入流路９側の空間部８Ａと排出流路１０側の空間部８Ｂは中継流路２８を介して連通されている。本実施例では、中継流路２８は可動型３内を通り、分割面（上面）３ａには露呈しない構造になっている。
【００２１】
また、上記保持部材１１の上部にも切欠き部１１ｂが設けられており、これらの切欠き部１１ｂも上記冷媒Ｂの流路の一部になっている。この他、可動型３の上記コア１４の下方には前面から後面にかけて貫通する一例として２本の冷媒流路２７、２７が設けられている。
【００２２】
固定型４は、上記可動型３と同様、金属製の図示のような矩形ブロック状の部材で、固定型４の分割面となる下面４ａには、プラスチック成形品Ａの表面側を形作るためのキャビティ（雌型）２０が設けられている。また、固定型４には溶融状態の樹脂原料Ｃをキャビティ２０内に供給するためのスプルー２５が固定型４の上下面を貫通するように設けられており、この他、固定型４の上記キャビティ２０の上方には前面から後面にかけて貫通する一例として２本の冷媒流路２７、２７が設けられている。
【００２３】
図３に示したように、冷媒供給装置２３は、冷媒Ｂが液体冷媒である場合にはポンプ、冷媒Ｂが気体冷媒である場合にはエアコンプレッサ、ファンあるいはブロワ等が使用できる。また、冷媒供給装置２３と導入流路９とをつなぐ図示しない連絡流路の途中に図示しない冷却温度設定装置を設けておき、導入流路９に所定温度に設定された冷媒Ｂが供給されるようにすることが望ましい。
【００２４】
また、上記シリンダ２２は、上記エジェクタピン５を成形位置Ｏから退避位置Ｐに移動させる際に使用するシフト装置の一例であり、シリンダ２２のロッド２２ｂが伸張するストロークがエジェクタピン５の突当て面７が移動するストロークになっている。尚、エジェクタピン５が退避位置Ｐに移動した状態で可動型３の上面３ａに形成されている冷媒Ｂの流路の底面より幾分低い位置に上記突当て面７が位置するように、当該エジェクタピン５の移動ストロークが調整されている。
【００２５】
次に、このようにして構成される実施例１に係る射出成形装置１を使用することによって実行されるプラスチック成形品の冷却方法を説明する。このプラスチック成形品の冷却方法は、（ａ）冷却用の空間部形成工程と、（ｂ）成形品冷却工程と、（ｃ）冷媒排出工程とを有することによって構成されている。
【００２６】
（ａ）冷却用の空間部形成工程（図４（ａ）（ｂ）参照）
冷却用の空間部形成工程は、突当て面７がキャビティ２０の壁面２１と面一になる成形位置Ｏに存するエジェクタピン５を、突当て面７がキャビティ２０の壁面２１から所定ストローク退避した退避位置Ｐまで移動させることによって冷却用の空間部８を形成する工程である。
【００２７】
即ち、可動型３が上方に移動して固定型４に密着する図４（ａ）に示す型閉じ状態を形成する。そして、金型２のキャビティ２０内に図示しない射出成形機から射出された所定量の樹脂原料Ｃがスプルー２５を介して注入される。次に、上記キャビティ２０内の樹脂原料Ｃの固化が進み、エジェクタピン５の移動が可能になったところでシリンダ２２を駆動してシリンダ２２のロッド２２ｂを所定ストローク伸張させる。これに伴ってエジェクタピン５が成形位置Ｏから退避位置Ｐに移動し、エジェクタピン５の突当て面７とキャビティ２０との間の挿嵌孔６内に冷却用の空間部８が図４（ｂ）に示すように形成される。
【００２８】
（ｂ）成形品冷却工程（図２、図４（ｃ）参照）
成形品冷却工程は、冷媒の導入流路９に冷媒Ｂを供給し、上記冷却用の空間部８内に冷媒Ｂを導入してキャビティ２０内のプラスチック成形品Ａを直接冷却する工程である。
【００２９】
即ち、冷媒供給装置２３を駆動して図示しない連絡流路から上記導入流路９に冷媒Ｂを供給する。導入流路９に供給された冷媒Ｂは、１つ目の冷却用の空間部８Ａに導入されて、当該空間部８Ａに面しているキャビティ２０内のプラスチック成形品Ａに対して直接、冷媒Ｂを作用させてプラスチック成形品Ａを冷却し、プラスチック成形品Ａの固化を促す。
【００３０】
また、１つ目の空間部８Ａに導入された冷媒Ｂは、更に中継流路２８を通って２つ目の冷却用の空間部８Ｂに導入される。そして上記と同様に、当該空間部８Ｂに面しているキャビティ２０内のプラスチック成形品Ａに対して直接、冷媒Ｂを作用させてプラスチック成形品Ａを冷却し、プラスチック成形品Ａの固化を促す。
【００３１】
（ｃ）冷媒排出工程（図２、図３、図４（ｄ）（ｅ）参照）
冷媒排出工程は、上記冷却用の空間部８内に導入され、プラスチック成形品Ａの冷却に使用された冷媒Ｂを排出流路１０に導いて金型２外に排出する工程である。
【００３２】
即ち、冷媒供給装置２３は、引き続き駆動した状態にしておき、上記２つ目の冷却用の空間部８Ｂ内に導入され、プラスチック成形品Ａの冷却に使用された冷媒Ｂを排出流路１０に導いて金型２の側方空間に排出するようになっている。そして、プラスチック成形品Ａの冷却、固化の終了後、可動型３が下方に移動して型開き状態になり、図示しない押し上げ機構が駆動されて、エジェクタロッド１８が押し上げられ、エジェクタピン５が図４（ｅ）に示す突出位置Ｑに移動することによって、キャビティ２０内のプラスチック成形品Ａがキャビティ２０から取り出される。
【００３３】
従って、実施例１に係る射出成形装置１Ａ及び当該冷却装置１Ａを使用することによって実行されるプラスチック成形品の冷却方法によれば、入れ子を有しない金型２に対しても適用でき、既存の金型２の構造の有効利用を図ってプラスチック成形品Ａの冷却効率を向上させ、プラスチック成形品Ａの成形サイクルの短縮を図ることが可能になる。
【００３４】
尚、上記の説明では、中継流路２８は可動型３内を通り、分割面（上面）３ａには露呈しない構造になっているが、それに代えて、前記中継流路２８は、溶融状態の樹脂原料Ｃが流れ込まないサイズの間隙を介して成形空間（キャビティ）に臨んでいる構造であってもよい。この構造にすることにより、複数の空間部８，８，…に加えて中継流路２８の部分でもプラスチック成形品Ａに対して直接の冷却を行えるので、更に冷却効率を向上することができる。
【００３５】
＜実施例２＞
図５は実施例２に係る冷却装置を適用した金型の要部を示す正断面図である。  
実施例２に係る射出成形装置１も、前記実施例１に係る装置と同様、既存のエジェクタピン５と、該エジェクタピン５が挿嵌される挿嵌孔６を利用した構造になっている。実施例２に係る射出成形装置１は冷媒の導入流路９及び排出流路１０の構成が前記実施例１に係る装置の構成と相違しており、他の構成については前記実施例１と同様であるので、ここでは冷媒の導入流路９及び排出流路１０の構成に絞って説明する。
【００３６】
図５に示すように、実施例２に係る射出成形１にあっては、冷媒の導入流路９と排出流路１０は、エジェクタピン５に設けられており、可動型３や固定型４の構成は従来の構成をそのまま踏襲できるようになっている。具体的には、図５に示すようにエジェクタピン５の中心に冷媒の導入流路９を形成し、エジェクタピン５の上部の外周に冷媒の排出流路１０を形成している。また、上記冷却用の空間部８に臨んでいる上記冷媒の導入流路９と排出流路１０のそれぞれの開口９ａ、１０ａには、多孔質部品２９またはストロークガスベルト３０が設けられ、射出成形に支障が生じないようになっている。
【００３７】
尚、多孔質部品２９としては一例としてミスミ社製の「ＴＳベント」や新東工業社製の「ポーセラックス」等が使用でき、ストロークガスベルトとしては一例として新興セルビック社製の「ＴＹストロング」等が使用できる。そして本実施例によっても前記実施例１と同様の作用、効果を得ることができる。
【００３８】
＜他の実施例＞
本願発明に係る射出成形装置及び射出成形品の冷却方法は以上述べたような構成を基本とするものであるが、本願発明の要旨を逸脱しない範囲内の部分的構成の変更や省略等を行うことも勿論可能である。
【００３９】
例えば、本発明の適用対象となる金型２は可動型３及び固定型４の他に入れ子等を備える複雑な構造の金型２であってもよいし、前記実施例１において可動型３の上面３ａに設けた冷媒の導入流路９と排出流路１０のいずれか一方または双方を可動型３内（分割面から露呈しない位置）に設けることも可能である。
【００４０】
また、実施例２において、冷媒の導入流路９と排出流路１０の一方だけをエジェクタピン５に設け、他方は可動型３側に設けることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】実施例１に係る冷却装置を適用した金型と成形品を示す分解斜視図。
【図２】実施例１に係る冷却装置を適用した可動型を示す平面図。
【図３】実施例１に係る冷却装置を適用した型閉じ状態の金型を示す正断面図。
【図４】実施例１に係る冷却装置を使用した場合の冷却方法を示す部分正断面図。
【図５】実施例２に係る冷却装置を適用した金型の要部を示す正断面図。
【符号の説明】
【００４２】
１  （プラスチック成形品の）射出成形装置、２  金型、３  可動型、３ａ  上面（分割面）、４  固定型、４ａ  下面（分割面）、５  エジェクタピン、５ａ  頭部、６  挿嵌孔、７  突当て面、８  冷却用の空間部、９  （冷媒の）導入流路、９ａ  開口、１０  （冷媒の）排出流路、１０ａ  開口、１１  保持部材、１１ａ  フランジ部、１１ｂ  切欠き部、１２  受け板、１３  スペーサブロック、１４  コア（雄型）、１４ａ  端面、１５  取付けベース、１６  上部エジェクタプレート、１７  下部エジェクタプレート、１８  エジェクタロッド、２０  キャビティ（雌型）、２１  壁面、２２  シリンダ、２２ａ  本体、２２ｂ  ロッド、２３  冷媒供給装置、２５  スプルー、２６  取付け穴、２７  冷媒流路、２８  中継流路、２９  多孔質部品、３０  ストロークガスベルト、Ａ  プラスチック成形品、Ｂ  冷媒、Ｃ  樹脂原料、Ｏ  成形位置、Ｐ  退避位置、Ｑ  突出位置
【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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