(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂を溶融して射出する射出機構部と、金型が取付けられる型締め機構部とを有する射出成形機において、
前記型締め機構部が、固定側プラテンと、金型の固定側型板を取付ける固定側型板ホルダーと、金型の可動側型板を取付ける可動側プラテンとしての可動側型板ホルダーとを備え、
前記射出機構部は射出シリンダーを有し、該射出シリンダーが前記固定側プラテンに接続されるブロックに支えられたジャケットに取付けられるとともに、射出シリンダー先端には、金型のスプール部に接し溶融樹脂を流し込むためのノズルが取り付けられ、該ノズルの先端部が固定側プラテンに設けられた穴と嵌合し、位置が決められた状態で、前記射出シリンダーが前記固定側プラテンに対して移動できない形で取付けられていることを特徴とする射出成形機。
【請求項２】
前記ブロックは２個であることを特徴とする請求項１に記載の射出成形機。
【請求項３】
前記加熱シリンダーは前記ジャケットに断熱板を挟んで取り付けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の射出成形機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形機に関するもので、特に、カセット型構成の金型を用いる射出成形機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の射出成形機の例としてプランジャー射出方式タイプの構造を図１１に示す。基本的な構成は型締め機構部と射出機構部の組み合わせであり、射出部がインラインスクリュータイプやプリプランジャータイプの物もある。また型締め部も図１１に示す直圧方式の他にトグル方式などもある。
【０００３】
図１１では横形成形機を示しているが、全体を立てた竪型方式もある。
【０００４】
竪型方式で、可動側金型を取り付ける可動プラテンを回転させる機構を設けたロータリーテーブル方式では、成形後テーブルを回転させることにより、成形品の取り出し及びインサート品の挿入等の作業性を向上させることができる。
【０００５】
また可動側金型を複数用意すれば、一方での成形中に空いているもう一方の可動側金型で作業が行えるようにし、成形作業効率を上げることも可能である。
【０００６】
更に可動側金型を前後にスライドさせる機構を設けたものもある。
【０００７】
図１２は従来の３プレート金型の代表的な構成を示している。図１３は３プレート金型が開いた状態を示す図である。
【０００８】
図１１に示す成形機において射出ユニット部は射出ユニット移動用シリンダー４６により型締めユニット方向に移動させられ、ノズル５２は射出時の樹脂漏れが無い圧力で金型スプールブッシュ６８に押付けられる。樹脂材料はホッパー１に入れられ射出シリンダー５０に送り込まれる、射出シリンダー５０の部分はバンドヒーター５１により樹脂材料に適した温度に加熱されている。樹脂材料は射出用油圧シリンダー４５が作動することにより連結されたプランジャー４８がノズル方向に前進し、樹脂材料はトービート４９の部分で溶融され、さらにノズル部５２を介し、スプールブッシュ６８内に射出される。金型は成形機固定側プラテン５４に固定側取付け板５８がボルトなどで固定され、可動側プラテン５５には可動側取付け板６２がボルトなどで固定される。可動側プラテン５５は型締め用油圧シリンダー５６に連結され、シリンダ−５６の前後進でタイバー５７にガイドされた可動側プラテン５５が移動することにより金型が開閉される。射出時は型締め用油圧シリンダー５６により金型が開かれない所定の力で締め付けられる。射出冷却後金型は開かれ成形品６６はエジェクターピン６５により金型外に排出される。なお、図において、５３はバンドヒーター、６０は可動側型板、６１は受板、６３はスペーサブロックである。
【０００９】
図１２は従来の３プレート型を示す図である。この３プレート金型は、成形機固定側プラテン５４にあけられた位置決め用穴と嵌合するロケートリング６９、固定側プラテンに金型を取付けるための固定側取付け板５８、可動側プラテン５５に金型を取付けるための可動側取付け板６２、成形機ノズル５２が押付けられ樹脂の流路が形成されているスプールブッシュ６８を備え、ノズル５２から射出された溶融樹脂はスプールブッシュ６８に形成された１次スプール６７ａから固定側型板５９に形成されたランナー６７ｂさらに２次スプール６７ｃからゲート部を通過しキャビティ６６に注入される。ランナー６７ｂにはゲート部切断時スプールランナーをストリッパープレート７１面に保持するためにランナーロックピン７０が設けられている。なお、図において、５９は固定側型板、６４はエジェクタープレートである。
【００１０】
図１３は図１２に示す型が全開した状態を示している。バネ７２の働きによりランナー６７ｂの部分のパーテイング面が最初に開かれ、その際ゲート部（２次スプール６７ｃの先端部分）が切断される。つぎに成形品６６ａが成形されたパーティング面が開かれ、最後にストリッパープレート７１が開かれランナーロックピン７０がランナー６７ｂから抜け、取出し可能となる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従来の成形機は型締め力数トンの超小型機も、型締め力数千トンの超大型機も基本的には同じ構成で出来ている。射出ユニットを前後進させ金型のスプールブッシュ６８にタッチさせるための機構が必要であり当然ながら、前後進のスペースも必要となる。また移動するための配管配線も複雑である。また、ノズル５２とスプールブッシュ６８の位置合わせ機構も必要になる。
【００１２】
また射出シリンダーが固定側プラテン５４に入り込んでくるため、また金型の位置合わせのためのロケートリング６９を入れるために、穴が必要で、固定側プラテン５４に大きな穴を空ける必要が有り、固定側プラテン５４の剛性を大きく低下させる原因となっていた。
【００１３】
更に可動側プラテン５５を回転させるロータリーテーブル方式の竪型方式では、型締め機構以外にテーブルを回転させる機構が必要となるため、機構が複雑で装置も大きくなってしまう。
【００１４】
また、一般的な金型の取付け方法は、金型のロケートリング６９を成形機の固定側プラテン５４にあけられた穴に嵌合させ、金型の固定側取付け板５８を成形機の固定側プラテン５４にボルトなどで固定する方法が多く用いられている。同様に可動側も金型の可動側取付け板６２を成形機の可動側プラテン５５にボルト等で固定する。この時、金型の厚み、型開き量、エジェクター量など成形機の設定を調整する必要がある。またボルト固定には時間がかかり、段取時間の削減が難しかった。
【００１５】
上記のような問題を解決するために、カセット型も用いられているが、一般的な成形機のプラテンにカセット型を固定するためのホルダーを取付ける方式であり、成形機タイバーの内側に金型ホルダを取付ける必要があり、成形機の大きさに比較して小さなカセット型しか取付けられない問題があり、また、金型ホルダーも高価であった。
【００１６】
また、３プレート金型はスプールランナ６７のロック機構が必要であり金型構造を複雑にしストリッパープレート７１、ランナーロックピン７０、かんざしなどの部品が必要である。そのため、金型が高価になりかつサイズも大きくなるという問題がある。
【００１７】
また、現在、成形機と金型は別のものとして扱われ、構造的に様々な無駄がある。また成形機の大きさに関係なく同じ構造であり、成形機の大きさに合わせた構造的な工夫が無い。
【００１８】
従って、本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、無駄な機構を削減し、小型化とローコスト化を図ることができる射出成形機を提供することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係わる射出成形機は、樹脂を溶融して射出する射出機構部と、金型が取付けられる型締め機構部とを有する射出成形機において、前記型締め機構部が、固定側プラテンと、金型の固定側型板を取付ける固定側型板ホルダーと、金型の可動側型板を取付ける可動側プラテンとしての可動側型板ホルダーとを備え、前記射出機構部は射出シリンダーを有し、該射出シリンダーが前記固定側プラテンに接続されるブロックに支えられたジャケットに取付けられるとともに、射出シリンダー先端には、金型のスプール部に接し溶融樹脂を流し込むためのノズルが取り付けられ、該ノズルの先端部が固定側プラテンに設けられた穴と嵌合し、位置が決められた状態で、前記射出シリンダーが前記固定側プラテンに対して移動できない形で取付けられていることを特徴としている。
【００２０】
また、この発明に係わる射出成形機において、前記ブロックは２個であることを特徴としている。
【００２１】
また、この発明に係わる射出成形機において、前記加熱シリンダーは前記ジャケットに断熱板を挟んで取り付けられることを特徴としている。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について説明する。
【００３０】
まず、実施形態の概要について説明する。
【００３１】
本実施形態では、型締め機構固定側プラテンに対して射出機構部を断熱性を考慮して、移動を必要としない形で固定保持させた。このとき、射出シリンダー先端に金型スプールに接し溶融樹脂を押しこむノズルが取付けられ、ノズル部先端を固定側プラテンにあけられた穴に嵌合させることによりノズル位置精度を出した。同時にノズル先端面を平面状にし、且つノズル先端部の出っ張り量を厳密に調整し、金型に設けられたスプール部の入口部と平面状にタッチさせるようにした。このとき、金型は型締め力により固定側プラテンに押付けられるため射出時に樹脂が漏れることはない。
【００３２】
射出シリンダー部を固定側のプラテンに接続される２体のブロックとそのブロックに支えられたジャケットに断熱板を挟んで取付け、前記射出シリンダの先端に接続されるノズル部も固定側プラテンの穴に最小接触面積で嵌合させ、それによって射出シリンダが移動できない形で取付けられていることにより、射出シリンダー部からの固定側プラテン部への熱伝達を最小限に抑えた。
【００３３】
また、型締め機構側に金型の機構を盛り込むことにより金型構造をシンプルなカセット型にした。また、固定側型板を保持する機構を成形機側に設けたことにより固定側の取付け板を廃止でき、同時にピンポイントゲートなどのゲート方式に対応するために固定側プラテンと固定側型板を保持するプレートの間にバネ等を設け、型開き時において先に開かせるようにした。また開き量を規制するためのストップボルトを組み込んだ。またピンポイントゲートなどに対応するため、ランナーロック取出しバーを、型開き時において、ランナー保持とゲート切断の両方の機能を持つ構造とするとともに、射出時において、射出圧力で動かない構造とし、ランナーロック取出しバー及び前記型締め機構部に、空圧シリンダー等を使用し金型に出入り可能にする構造とした。これにより、金型のストリッパープレートを廃止でき、またランナーロックピンもなくすことができた。
【００３４】
金型の可動側も成形機可動側プラテンに金型の可動側型板を保持する形状を設け、金型受板部を受ける形状を設けることにより型締め力を金型部に加える構造とした。
【００３５】
成形品を突き出すエジェクター動作を型開きと同時に行えるような構造にした。
【００３６】
以下、本発明の実施形態について、具体的に説明する。
【００３７】
（第１の実施形態）
図１は本発明を竪型成形機のプランジャー射出方式に適用した第１の実施形態の成形機を正面から見た図である。
【００３８】
図２は図１の側面図である。図３は金型が開いた状態を示す正面図である。
【００３９】
図１において、ホッパー１は樹脂材料を貯え、ジャケット６を介して射出シリンダー７に材料を供給するためのものである。射出シリンダー７は、固定側プラテン１２に接続される２体のブロック１０に支えられたジャケット６に断熱板１１を挟んで取付けられることで、移動できない形で固定されている。射出シリンダー７の周囲にはヒータバンド８が巻き付けられ、使用する樹脂材料にあわせて所定の温度に制御される。射出用油圧シリンダー２は固定側プラテン１２から立てられたブロック１０と、ジャケット６を介したポール５とで固定されたシリンダ固定用プレート４に固定される。射出プランジャー３は射出用油圧シリンダー２のロッドに連結されている。
【００４０】
型締め機構は、固定側プラテン１２と、カセット金型の固定側型板１９を保持する固定側型板ホルダー１３と、金型の可動側を保持する可動型ホルダー１４と、金型を開閉する型締め力を出すための型締め側油圧シリンダー１７と、可動側ホルダー１４と型締めシリンダー１７を連結するための型締め側シリンダー連結部１６と、固定側型板ホルダー１３、可動側ホルダー１４の動きをガイドする４本のタイバー１５とを備えて構成され、全体を保持するアングル１８上に固定される。
【００４１】
なお、図１において、２０は、カセット型可動側型板、２１はカセット型受板、２２はカセット型エジェクターピン、２３はカセット型リターンピン、２４はカセット型エジェクタープレートである。
【００４２】
図２の側面図では、ランナーロック取出しバー２８、ランナー分離板２７、ランナーロック取り出し用空圧シリンダー２６、ランナーロックユニット固定プレート２５が示されている。図３では固定側型板ホルダー１３、先開きバネ２９、固定側型板ホルダーストッパーボルト３０、成形品３１が示されている。
【００４３】
図４は図２で示す側面図の拡大断面図であり、ピンポイントゲート方式の例を示している。
【００４４】
ホッパー１からヒータバンド８で加熱された射出シリンダー７内に供給された樹脂材料は、射出プランジャー３がノズル方向に前進することによりトービート３３の部分で溶融され、固定側プラテン１２の金型接触面側に設けられた穴に最小限の接触面積で嵌合されたノズル３５の部分へ送られ、ノズルニードル弁３７が開いた状態で金型固定側プレート１９に設けられたランナー部３８に注入される。
【００４５】
次いで樹脂はランナー部３８を通過し２次スプール３８ａを通過しゲート部を通り成形品３１を成形する。ランナー部３８は金型固定側型板１９に設けられたランナー形状と、図２、図４、図９、及び図１０で示されるランナーロック取出しバー２８に設けられた形状３８ｂで構成され、ランナーのテーパー形状部３８ａがランナーロック取り出しバー２８に形成される。そして、図５で示される金型開き時ランナーを保持しゲートを切断する。ランナーロック取出しバー２８には型締め時、金型との位置を決めるための形状を設けることにより問題なく型の開閉ができる。同時に射出圧によりランナーロック取出しバー２８が動かない様に位置決めピンやブロック等で固定する。
【００４６】
型開き初期には、固定側型板ホルダー１３は固定側先開き用バネ２９の働きにより成形品３１のあるパーテイング面よりも先に開かれる。その開き量は固定側型板ホルダーストッパーボルト３０により決められる。固定側型板ホルダー１３と可動側型板ホルダー１４にパーテイングロック機構を設け先開き用バネ２９の代わりをさせても良い。
【００４７】
本実施形態の射出成形機において、射出シリンダー７のノズル３５が固定側プラテン１２内に組込まれる。ノズル３５の先端部の形状は平らな面に形成されており、固定側プラテン１２の金型と接する面に対する出っ張り状態が、成形できる状態で略−０．３ｍｍ〜略０．３ｍｍの範囲内であることが望ましい。
【００４８】
図６はランナーロック取出しバー２８が、ランナーロック取り出し用空圧シリンダー２６の作動により金型の外に移動し、この時ランナー３８はランナー分離板２７によりランナーロック取出しバー２８から分離される。分離後ランナーロック取出しバー２８は金型内に戻される。
【００４９】
（第２の実施形態）
図７は２プレート方式でのダイレクトゲートで使用した時の実施形態を示す図である。本実施形態において、射出成形機の基本的な構成、動作は第１の実施形態におけるものと実質的にほぼ同一である。
【００５０】
またダイレクトゲートや、サイドゲートなどの時にはランナーロック取出し機構は使用しない。従ってノズル３５から直接、固定側型板１９に設けられたスプール４３に溶融樹脂が射出される。スプール４３を通過した樹脂は成形品４２を成形する。冷却終了後金型は開かれ、成形品４２は取出しロボット、人手などにより取り除かれる。型開き時、図８ではピンポイントゲートなどと同様に固定側型板ホルダー１３が開いているが、固定側型板ホルダー１３を固定側プラテン１２に開かない様に固定しても構わない。
【００５１】
更に、本実施形態ではプランジャー射出方式を採用した竪型成形機の例で説明したが、射出方式はインラインスクリュー方式でもプリプランジャー方式でも構わない。成形機本体は横形でも構わない。
【００５２】
以上説明したように、上記の実施形態の射出成形機は、樹脂を溶融射出する射出機構部と、金型が取付けられる型締め機構部とを有する射出成形機において、前記型締め機構部を、固定側プラテンと、金型の固定側型板を取付ける固定側型板ホルダーと、金型の可動側型板を取付ける可動プラテンとしての可動側型板ホルダーとによって構成するので、射出機構部を、固定側プラテンにブロックとジャケットと断熱板とを介して取付けることで、射出シリンダーが移動できない形で固定し、射出シリンダーに連結したノズル先端部を固定側プラテンの金型接触面にあけられた穴に最小限の接触面積で嵌合させて、精密位置固定されて固定側プラテンへの熱の伝熱を最小限に抑え、固定側プラテンとの一体化が実現でき、射出機構部の移動のためのシリンダーやノズル位置合わせ機構が必要なくなり、固定側プラテンに設ける穴も最小限にでき、固定側プラテンの剛性低下を防止することができ、コンパクトな金型構造の製作を可能にした。
【００５３】
また、上記の射出機構部が射出シリンダーを有し、該射出シリンダーが前記固定側プラテンに接続される２体のブロックとそのブロックに支えられたジャケットに断熱板を挟んで取付けられる。この時、射出シリンダー先端に、金型スプール部に接し溶融樹脂を流し込むためのノズルが取り付けられ、ノズル先端部が固定側プラテンに設けられた穴と最小限の接触面積で嵌合し、精密に位置が決められる。これにより、射出シリンダが移動できない形で取付けられているので、固定側プラテンとノズル部との接触面積を最小限に抑えることができた。結果として固定側プラテンへの熱の伝熱を最小限に抑えて、固定側プラテンとの一体化が実現でき、かつ機械本体の剛性を向上させ、組立も容易になり、射出機構移動のためのシリンダーやノズル位置合わせが必要なくなった。
【００５４】
また、上記の型締め機構部に取付けられる金型が、固定側金型と可動側金型とから構成され、前記固定側金型が、固定側型板を有し、前記可動側金型が、可動側型板と受板とエジェクター部材とを有し、前記可動側型板ホルダーが型締め用油圧シリンダーに連結され、金型が開閉されるので、金型構造が簡略化されコンパクトに構成することができると共に、金型の段取り時間も大幅に短縮することができる。
【００５５】
また、上記の射出シリンダーのノズルを前記固定側プラテン内に組込み、且つノズル先端部の形状を平らな面として前記固定側プラテンの金型と接する面からの出っ張りを成形状態で略−０．３ｍｍ〜略０．３ｍｍの範囲内で調整できるようにしたので、金型構造が簡略化され、同じ構成で２プレート方式のゲートにも対応できるカセット型とすることができ、金型の段取り時間も短縮することができる。
【００５６】
また、ランナーロック取出しバーに、型開き時において、ランナー保持とゲート切断の両方の機能を持つ構造を設け、射出時において、射出圧力で動かない構造とし、かつ金型への出入り可能にする構造を前記ランナーロック取出しバー及び前記型締め機構部とに設けたことにより、従来技術で使用していたランナーストリッパープレート、ランナーロックピンを削除することを可能にした。結果として、金型構造が簡略化され、金型段取り時間も大幅に短縮することができた。
【００５７】
また、上記の固定側型板の保持を可能にする構造を前記固定側型板ホルダーに設けたことによって、従来技術で使用していた金型の固定側取り付け板を削除することを可能にした。結果として、金型構造が簡略化され、同じ構成で２プレート方式のゲート方式にも対応できるカセット金型とすることができるし、金型の段取り時間も大幅に短縮することができた。
【００５８】
また、型開き開始時に、ピンポイントゲート部を切断するために、固定側型板ホルダーと固定側プラテンの間を先に開くように固定側型板ホルダーと稼動側プラテンのパーティングロック機構を有するので、金型構造が簡略化され、同じ構成で２プレート方式のゲート方式にも対応できるカセット型とすることができるし、金型の段取り時間も大幅に短縮することができる。
【００５９】
また、型開き開始時に、ピンポイントゲート部を切断するために、固定側型板ホルダーと固定側プラテンの間を先に開くように固定側型板ホルダーと稼動側プラテンの間にばねを組込んで、ばねの復元力を用いるようにするので、金型構造が簡略化され、金型の段取り時間も大幅に短縮することができる。
【００６０】
また、固定側型板ホルダーの開き量を、可動側プラテンから立てたボルトを固定側型板ホルダーと連結させることにより行うので、金型が簡略化され、金型の段取り時間も大幅に短縮することができる。
【００６１】
また、成形品を突き出すエジェクター動作を型開きと同時に行うようにしたので、金型構造が簡略化され、金型の段取り時間も大幅に短縮することができる。
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、無駄な機構を削減し、小型化とローコスト化を図ることができる射出成形機を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を竪型成形機のプランジャー射出方式に適用した第１の実施形態の成形機を正面から見た図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】金型が開いた状態を示す図である。
【図４】図２の金型部を中心に拡大した断面図である。
【図５】図２の金型部を中心に拡大した断面図で、金型が開いた状態を示す断面図である。
【図６】図５でランナーを金型外に排出させた状態を示す図である。
【図７】図２で金型部分の中心を拡大した断面図である。
【図８】図７の断面図で金型が開いた状態を示す図である。
【図９】ランナーロック部の側面部を拡大した図である。
【図１０】ランナーロック部を正面から見た図である。
【図１１】従来例の射出成形機を示す図である。
【図１２】従来例の３プレート方式の金型断面を示す図である。
【図１３】図１２の３プレート金型が開いた状態を示す図である。
【符号の説明】
１  ホッパー
２  射出用油圧シリンダー
３  射出プランジャー
４  射出用油圧シリンダー固定プレート
５  ポール
６  ジャケット
７  射出シリンダー
８  ヒーターバンド
９  固定ボルト
１０  ブロック
１１  断熱板
１２  固定側プラテン
１３  固定側型板ホルダー
１４  可動側型板ホルダー
１５  タイバー
１６  型締め側シリンダー連結部
１７  型締め側油圧シリンダー
１８  アングル
１９  カセット型固定側型板
２０  カセット型可動側型板
２１  カセット型受板
２２  カセット型エジェクターピン
２３  カセット型リターンピン
２４  カセット型エジェクタープレート
２５  ランナーロック取出しユニット固定プレート
２６  ランナーロック取出し用空圧シリンダー
２７  ランナー分離板
２８  ランナーロック取出しバー
２９  固定側型板ホルダー先開き用バネ
３０  固定側型板ホルダーストッパーボルト
３１  成形品ａ
３２  突き出しロット
３３  トービート
３４  ノズル用ヒータバンド
３５  ノズル
３６  ノズルバネ
３７  ニードル弁
３８  ランナー
３８ａ  ２次スプール
３８ｂ  ランナーテーパー部
３８ｃ  ノズル口部
３９  エジェクタープレート戻しバネ
４０  リターンピン
４１  突き出しロット戻しバネ
４２  完成品
４３  スプール
４４  エジェクター用連結バー
４５  射出用油圧シリンダー
４６  射出ユニット部移動用シリンダー
４７  射出ユニット部移動用ガイドロッド
４８  射出プランジャー
４９  トービート
５０  射出シリンダー
５１  射出シリンダー用ヒータバンド
５２  ノズル
５３  ノズル用ヒータ
５４  固定側プラテン
５５  可動側プラテン
５６  型締め用油圧シリンダー
５７  タイバー
５８  固定側取付け板
５９  固定側型板
６０  可動側型板
６１  受板
６２  可動側取付け板
６３  スペーサブロック
６４  エジェクタープレート
６５  エジャクターピン
６６  キャビティ
６７  スプールランナー
６７ａ  一次スプール
６７ｂ  ランナー
６７ｃ  ２次スプール
６８  スプールブッシュ
６９  ロケートリング
７０  ランナーロックピン
７１  ストリッパープレート
７２  バネ
７３  プラーボルト
【図１】
0003763768.tif 000002
【図２】
0003763768.tif 000003
【図３】
0003763768.tif 000004
【図４】
0003763768.tif 000005
【図５】
0003763768.tif 000006
【図６】
0003763768.tif 000007
【図７】
0003763768.tif 000008
【図８】
0003763768.tif 000009
【図９】
0003763768.tif 000010
【図１０】
0003763768.tif 000011
【図１１】
0003763768.tif 000012
【図１２】
0003763768.tif 000013
【図１３】
0003763768.tif 000014