JP6938803B1 - 射出成形機 - Google Patents

Abstract

【課題】メンテナンスの作業性を向上させることができる射出成形機を提供する。【解決手段】この発明の射出成形機１は、成形材料を金型１０４に射出して成形するものであって、金型１０４を支持する金型支持部材４１を備え、金型支持部材４１が、金型側流路に連通し、金型１０４の温度を調整する熱媒体を流す一本以上の熱媒体流路Ｐ１、Ｐ２を有し、少なくとも一本の前記熱媒体流路Ｐ１、Ｐ２の流入口及び流出口が、前記金型支持部材４１の前記金型１０４を隔てた両側のうちの一方側に存在してなるものである。【選択図】図２

Description

この発明は、射出成形で金型装置の金型の温度を調整するに当り、金型内に熱媒体を流す熱媒体流路を有する射出成形機に関するものである。

成形材料を金型装置内に射出して成形するに際しては、その各工程で金型装置の金型を、適切な温度に調整することが必要になる。このため、金型装置の金型には、油もしくは水その他の液体等の熱媒体を流す金型側流路が形成されている。

一方、射出成形機では、金型が取り付けられる金型支持部材に、金型側流路と連通する熱媒体流路が設けられる。熱媒体は、たとえば、外部の熱交換器等の温度調節器から射出成形機の金型支持部材の熱媒体流路に流入し、金型の金型側流路を通った後、射出成形機の金型支持部材から流出して温度調節器に流れて循環する。

その一例として、インジェクションブロー成形では、固定金型と可動金型との間に配置される中間金型を支持するとともに回転させる上記の金型支持部材としての回転軸部を備える射出成形機、いわゆる射出吹込成形機が用いられ得る。この種の射出成形機としては、特許文献１に記載されたもの等がある。回転軸部には、中間金型の金型側流路と連通する熱媒体流路が設けられることがある。

特開２０１８−１６７５７９号公報

上述したような金型支持部材では、熱媒体流路の流入口が、金型を隔てた両側のうちの一方側に設けられるとともに、当該熱媒体流路の流出口が、前記両側のうちの他方側に設けられることがある。

この場合、その熱媒体流路のメンテナンスに際しては、流出口及び流出口のそれぞれが位置する両側で作業を行うことを要し、作業性が良好であるとは言い難い。

この発明は、このような問題を解決することを課題とするものであり、その目的は、メンテナンスの作業性を向上させることができる射出成形機を提供することにある。

上述した課題を解決することのできる一の射出成形機は、成形材料を金型に射出して成形するものであって、金型を支持する金型支持部材を備え、金型支持部材が、金型側流路に連通し、金型の温度を調整する熱媒体を流す一本以上の熱媒体流路を有し、少なくとも一本の前記熱媒体流路の流入口及び流出口が、前記金型支持部材の前記金型を隔てた両側のうちの一方側に存在してなるものである。

上記の射出成形機によれば、メンテナンスの作業性を向上させることができる。

この発明の一の実施形態の射出成形機を示す断面図である。 図１の射出成形機での金型装置の中間金型の温度を調整する熱媒体の流れを模式的に示す、中間金型並びに、中間金型支持枠及び回転軸部の正面図である。 参考例の射出成形機での金型装置の中間金型の温度を調整する熱媒体の流れを模式的に示す、中間金型並びに、中間金型支持枠及び回転軸部の正面図である。 図３の回転軸部及びその変形例のそれぞれの一方の端部側を示す、回転軸部の軸方向に沿う断面図である。 他の実施形態の射出成形機が備える回転軸部の一方の端部側を示す、回転軸部の軸方向に沿う断面図である。 図５に示す一方の端部側で軸本体部が軸方向に変位した状態を示す、同様の断面図である。 さらに他の実施形態の射出成形機が備える回転軸部の一方の端部側を示す、回転軸部の軸方向に沿う断面図である。 図１の射出成形機１に取り付けた金型装置の型開状態を示す、部分拡大側面図及び、そのＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。 図１の射出成形機１に取り付けた金型装置の型締状態を示す、部分拡大側面図及び、そのＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。

以下に図面を参照しつつ、この発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１に例示する射出成形機１は概して、内部に配置されたスクリュ２３の回転及び前進ならびに、周囲に配置されたヒータ２４の加熱により、成形材料を溶融させて金型装置１０１内に向けて射出する射出装置２１と、射出装置２１を金型装置１０１に対して前進・後退変位させる移動装置２６と、固定プラテン３２ａ、可動プラテン３２ｂ及び中間金型支持枠３２ｃを有し、金型装置１０１を型締状態と型開状態との間で開閉する型締装置３１とを備える。

この射出成形機１は、いわゆる射出吹込成形機とも称され得るものであって、射出成形用キャビティに成形材料を射出してプリフォームを成形した後、吹込み成形用キャビティでプリフォームに気体等の流体を供給してプリフォームを膨張させ、成形品を製造するインジェクションブロー成形に用いられる。

それらの射出成形用キャビティ及び吹込み成形用キャビティを型締状態で区画する金型装置１０１としては、固定金型１０２、可動金型１０３、及び、固定金型１０２と可動金型１０３との間に配置される中間金型１０４を有するものが使用される。型締状態では、固定金型１０２と中間金型１０４との間に射出成形用キャビティが区画され、また可動金型１０３と中間金型１０４との間に吹込み成形用キャビティが区画される。

このような金型装置１０１は、固定金型１０２が固定プラテン３２ａ側に取り付けられ、可動金型１０３が可動プラテン３２ｂ側に取り付けられる。そして、金型装置１０１の中間金型１０４は、中間金型支持枠３２ｃに設けられた金型支持部材である回転軸部４１に取り付けられ、回転軸部４１により回転される。固定プラテン３２ａ、可動プラテン３２ｂ及び中間金型支持枠３２ｃを有する型締装置３１の詳細については後述する。

（熱媒体流路）
金型装置１０１の中間金型１０４等の金型は、射出成形機１を用いた射出成形の各工程で適切な温度に調整されることが必要になる。そのため、中間金型１０４は、射出成形機１側から送られる油もしくは水等の液体その他の加熱用等の熱媒体を流動させるとともに、流動後に当該熱媒体を射出成形機１側に戻す金型側流路が設けられている。

一方、射出成形機１側では、中間金型１０４が取り付けられて中間金型１０４を支持する回転軸部４１に、図２に示す実線及び破線の矢印で示すような一本以上、たとえば二本の熱媒体流路Ｐ１、Ｐ２が設けられる。回転軸部４１に設ける熱媒体流路は、図示しない外部の熱交換器等の温度調節器で所定の温度に調整された熱媒体を、中間金型１０４の上記の金型側流路に送るとともに、金型側流路を通過した後の熱媒体を流動させて温度調節器に戻すべく機能する。

なお、金型装置１０１の中間金型１０４以外の固定金型１０２や可動金型１０３にも、熱媒体流路が設けられ得るが、ここでは、一例として、金型装置１０１が有する金型のうち、中間金型１０４に熱媒体を流す熱媒体流路Ｐ１、Ｐ２に着目して説明する。また、この実施形態では、熱媒体流路を有する金型支持部材を、射出吹込成形機としての射出成形機１が備える回転軸部４１としている。但し、この発明は、図示は省略するが、回転軸部４１以外の金型支持部材、たとえば、射出吹込成形機ではない射出成形機が備える金型支持部材に設けられる熱媒体流路を対象とすることもできる。

熱媒体流路Ｐ１、Ｐ２を設ける回転軸部４１は、ここでは金型幅方向と平行な軸方向（図２の左右方向）に延びるものであり、軸方向で中間金型１０４の外側に突出する両端部４２ａ、４２ｂを有する。両端部４２ａ、４２ｂはそれぞれ、ベアリング等によって中間金型支持枠３２ｃに対して回転可能に支持され、軸方向で中間金型支持枠３２ｃよりもさらに外側に突出して延びる。

ここで仮に、図３に示す参考例のように、回転軸部２４１の、中間金型１０４を隔てた両側の両端部２４２ａ、２４２ｂにそれぞれ、熱媒体流路Ｐ１及びＰ２の流入口及び流出口を配置することも考えられる。これにより、図３の熱媒体流路Ｐ１、Ｐ２は、両端部２４２ａ、２４２ｂにわたって延びるように設けられる。より詳細には、熱媒体流路Ｐ１、Ｐ２は、一方の端部２４２ａ又は他方の端部２４２ｂに設けた流入口から流入した熱媒体を、回転軸部２４１を一方の端部２４２ａ側又は他方の端部２４２ｂ側で流し、金型側流路に通した後、他方の端部２４２ｂ側又は一方の端部２４２ａ側で流動させ、他方の端部２４２ｂ又は一方の端部２４２ａに設けた流出口から流出させるものである。

しかしながら、図３の熱媒体流路Ｐ１、Ｐ２では、各熱媒体流路Ｐ１、Ｐ２のメンテナンスに際し、射出成形機における両端部２４２ａ、２４２ｂのそれぞれが位置する両側で、たとえば両端部２４２ａ、２４２ｂをそれぞれ解体して熱媒体流路Ｐ１、Ｐ２の清掃等の作業を行うことが必要になる。それ故に、この参考例では作業性が良好であるとは言い難い。

これに対し、この実施形態では、図２に示すように、各熱媒体流路Ｐ１、Ｐ２の流出口及び流出口を、回転軸部４１の中間金型１０４を隔てた両側の両端部４２ａ、４２ｂのうちの一方側の端部４２ａに存在するように、当該熱媒体流路Ｐ１、Ｐ２を設ける。

このことによれば、各熱媒体流路Ｐ１、Ｐ２のメンテナンスの作業は、射出成形機１でその熱媒体流路Ｐ１、Ｐ２の流入口及び流出口が存在する一方側である片側だけで行うことができる。それにより、メンテナンスの作業性を向上させることができる。

図示の例では、複数本の熱媒体流路Ｐ１、Ｐ２の全ての流入口及び流出口を、一方側の端部４２ａに存在させている。このように熱媒体流路Ｐ１、Ｐ２の全ての流入口及び流出口を一方の端部４２ａ側に集約させたときは、たとえば、他方の端部４２ｂへの中間金型１０４の回転モータその他の回転駆動機構等の配設、装置の小型化を実現することもできる。この回転駆動機構は、熱媒体流路Ｐ１、Ｐ２の流入口及び流出口が存在する一方側の端部４２ａに設けることも可能であるが、この場合、一方側の端部４２ａの突出量が大きくなるので、他方側の端部４２ｂに設けるほうが好ましい。
但し、複数本の熱媒体流路がある場合、それらのうちの少なくとも一本の熱媒体流路の流入口及び流出口が一方側に存在すればよい。これにより、流入口及び流出口を一方側に設けた当該熱媒体流路のメンテナンスの作業性を向上させることができる。他の熱媒体流路は、流入口が一方側に存在し、流出口が他方側に存在するものであってもよい。
また、複数本の熱媒体流路を設ける場合、それらのうち、特定の熱媒体流路の流入口及び流出口を設けた側とは逆側に、他の熱媒体流路の流入口及び流出口を設けてもかまわない。つまり、熱媒体流路の一本について見たときに、その熱媒体流路の流入口及び流出口がともに、金型を隔てた両側のいずれか一方側に存在していればよい。

なお、熱媒体流路Ｐ１、Ｐ２の少なくとも流入口及び流出口は一方側の端部４２ａに設けるが、熱媒体流路Ｐ１、Ｐ２の流入口及び流出口以外の流路部分は、他方側の端部４２ｂに存在することもある。
また、回転軸部４１の両端部４２ａ、４２ｂのうち、熱媒体流路Ｐ１、Ｐ２の流入口及び流出口を設ける端部は、図示のものとは入れ替えてもよい。ここでいう端部４２ａ及び端部４２ｂのうち、端部４２ｂ側に熱媒体流路Ｐ１、Ｐ２の流入口及び流出口を存在させ、端部４２ａに上記の回転駆動機構を設けることもできる。
熱媒体流路Ｐ１、Ｐ２の流入口及び流出口は、回転軸部４１の、中間金型１０４を隔てた両側のうちの一方側に位置する部分であれば、端部４２ａに限らず、当該端部４２ａよりも金型幅方向の内側の部分に設けることも可能である。

図２に示すところでは、熱媒体流路Ｐ１、Ｐ２はそれぞれ、回転軸部４１の一方の端部４２ａに設けられた流入口及び流出口と、熱媒体流路Ｐ１、Ｐ２を流入口から一方の端部４２ａ側で流動させて、中間金型１０４の金型側流路に導く流入側流路部Ｐ１ｉｎ、Ｐ２ｉｎと、金型側流路を通過した熱媒体を一方の端部４２ａ側で流動させ、流出口に導く流出側流路部Ｐ１оｕｔ、Ｐ２оｕｔとを有するものである。流出口で回転軸部４１から流出した熱媒体は、外部の温度調節器に送られて所定の温度に調整された後、流入口から回転軸部４１に流入し、それらの間を循環する。

金型支持部材を回転軸部４１とする場合、回転軸部４１の一方の端部４２ａ側に熱媒体流路Ｐ１、Ｐ２を設けるため、一方の端部４２ａは、たとえば、図４（ａ）又は（ｂ）に断面図で示すような構造とすることができる。なお、回転軸部４１は、両端部４２ａ、４２ｂ間にわたって延びて回転駆動される軸本体部４３を有する。そして、図４（ａ）及び（ｂ）では、回転軸部４１の一方の端部４２ａ側で軸本体部４３の周囲に、熱媒体流路Ｐ１、Ｐ２の流入側流路部Ｐ１ｉｎ、Ｐ２ｉｎ及び流出側流路部Ｐ１оｕｔ、Ｐ２оｕｔのそれぞれの少なくとも一部を構成する各環状部分４４ａ〜４４ｄが設けられている。

各環状部分４４ａ〜４４ｄは、一方の端部４２ａにおける軸方向で互いに異なる位置に形成されており、それらの相互間には、図示は省略するが、熱媒体の漏出を防止するОリング等の回転軸シール部材を設けることができる。

この実施形態では、回転軸部４１は二本の熱媒体流路Ｐ１、Ｐ２を有することから、一方の端部４２ａには、各熱媒体流路Ｐ１、Ｐ２の流入側流路部Ｐ１ｉｎ、Ｐ２ｉｎ及び流出側流路部Ｐ１оｕｔ、Ｐ２оｕｔについて計四個の環状部分４４ａ〜４４ｄが、一方の端部４２ａで軸方向に並んで配置されている。但し、熱媒体流路は一本又は、三本以上とすることも可能であり、それに伴い、環状部分の個数も変化し得る。

回転軸部４１の一方の端部４２ａに環状部分４４ａ〜４４ｄを区画するため、一方の端部４２ａは、軸本体部４３に固定されて設けられた内側流路区画部材４５ａと、内側流路区画部材４５ａの周囲を取り囲んで配置される筒状の外側流路区画部材４５ｂとを有するものとしている。各環状部分４４ａ〜４４ｄは、回転軸部４１の回転駆動時に、軸本体部４３とともに回転する内側流路区画部材４５ａと、その外周側で中間金型支持枠３２ｃ等に固定されて静止する外側流路区画部材４５ｂとの間に区画形成される。

詳細については図示しないが、外側流路区画部材４５ｂには、たとえばその外周側に設けられて流入口又は流出口になる配管部材４６のそれぞれと、各環状部分４４ａ〜４４ｄとを連通させる流路部分が設けられている。また、内側流路区画部材４５ａ及び軸本体部４３には、各環状部分４４ａ〜４４ｄと金型側流路とをつなぐ流路部分が設けられる。

ところで、軸方向で環状部分４４ａ〜４４ｄの相互間に先述の回転軸シール部材を設けたこと等に起因して、環状部分４４ａ〜４４ｄは、周長が互いに異なる場合がある。図示の実施形態では、複数個の環状部分４４ａ〜４４ｄのうち、軸方向の外側に位置する環状部分のほうが軸方向の内側に位置する環状部分よりも長い周長を有するものとしている。つまり、複数個の環状部分４４ａ〜４４ｄは、軸方向で最も内側の環状部分４４ｄ、その外側に隣接する環状部分４４ｃ、さらにその外側に隣接する環状部分４４ｂ、最も外側の環状部分４４ａの順序で、周長が長くなる。この周長は、環状部分４４ａ〜４４ｄの熱媒体の流動方向に直交する流路断面の中心を通る流路中心軸上で測った長さを意味する。

このような周長の異なる環状部分４４ａ〜４４ｄは、内側流路区画部材４５ａの外周面及び、外側流路区画部材４５ｂの内周面をそれぞれ、軸線方向の外側に向けて外径又は内径が大きくなる段差形状とすることにより形成することが可能である。なお、一方の端部４２ａで外側流路区画部材４５ｂよりも軸方向の外側には、底付きの筒状のカバー部材４９を、外側流路区画部材４５ｂの軸方向の外端面を覆って取り付けている。図４（ａ）では、軸方向の最も外側に位置する環状部分４４ａが、その更に外側のカバー部材４９の内部に連通されており、カバー部材４９の内部にも熱媒体流路Ｐ２の流出側流路部Ｐ２оｕｔを流れる熱媒体が充満する。一方、図４（ｂ）では、環状部分４４ａが、底付きの筒状のカバー部材４９ａの端面で密閉されていて、熱媒体はカバー部材４９ａの内部には流入しない。

この場合において、たとえば温度調節器の電源を入れて、熱媒等の熱媒体を熱媒体流路Ｐ１、Ｐ２に所要の内圧の作用下で流すと、図４（ａ）では、容積の大きな環状部分４４ａ及びカバー部材４９の内部での内圧と、それに比して容積の小さな環状部分４４ｂ〜４４ｄでの内圧との差により、内側流路区画部材４５ａ及び軸本体部４３には、図４（ａ）に黒塗り矢印で示すように、軸方向で他方の端部４２ｂ側を向く軸方向力Ｆｂが作用する。これにより、内側流路区画部材４５ａ及び軸本体部４３は、軸方向で他方の端部４２ｂ側に変位する。この場合、図２に示すように、中間金型１０４と中間金型支持枠３２ｃとの間に位置するスプリットリング４７ａ、４７ｂのうち、他方の端部４２ｂ側のスプリットリング４７ｂが中間金型支持枠３２ｃに押し付けられて摩耗し、そこで発生した金属粉が成形品に付着するおそれがある。
他方、図４（ｂ）では、熱媒体流路Ｐ１、Ｐ２への内圧の作用により、図４（ｂ）に白抜き矢印で示すように、軸方向の外側に向けて内外径が増大する内側流路区画部材４５ａと外側流路区画部材４５ｂとを互いに引き離す向き（軸方向の一方の端部４２ａ側の向き）の軸方向力Ｆａを発生させる。これに伴い、内側流路区画部材４５ａ及び軸本体部４３は、当該軸方向力Ｆａにより、軸方向で一方の端部４２ａ側に変位する。その結果、図２に示す一方の端部４２ａ側のスプリットリング４７ａが摩耗し得る。

このことに対処するため、図５に示す実施形態では、図４に示すものに対して内側流路区画部材４５ａの軸方向の最も外側に段差部分を一つ増やすとともに、その軸方向の外側の端面に、軸本体部４３の軸方向の変位量を規制するプレート状等の変位規制部材４８を連結して設けている。そして、外側流路区画部材４５ｂよりも軸方向の外側には、先述したカバー部材４９が設けられている。

このプレート状の変位規制部材４８は、カバー部材４９の内側に位置し、特に内側流路区画部材４５ａよりも外周側に突出する外周縁部４８ａで、カバー部材４９と外側流路区画部材４５ｂの外端面との間に配置されている。それにより、内側流路区画部材４５ａ及び軸本体部４３の軸方向の変位に際しては、変位規制部材４８が、カバー部材４９に当接し、又は、外周縁部４８ａで外側流路区画部材４５ｂの外端面に当接することにより、変位規制部材４８に連結された軸本体部４３の軸方向の変位量が規制される。但し、変位規制部材４８は、軸本体部４３の軸方向の変位量を規制できれば、図示のような外側流路区画部材４５ｂの外端面に当接する外周縁部４８ａを有するプレート状のものに限らない。

上述したような熱媒体流路Ｐ１、Ｐ２の内圧に起因する、図５の白抜き矢印の向きの軸方向力Ｆａが作用したときは、変位規制部材４８がカバー部材４９に当接し、内側流路区画部材４５ａ及び軸本体部４３の軸方向外側への更なる変位が防止される。その結果として、スプリットリング４７ａ、４７ｂの摩耗及び、それに伴う金属粉の発生を抑制することができる。

但し、たとえば温度調節器の電源を切って、中間金型１０４及び回転軸部４１の温度が低下する際等には、軸本体部４３の熱収縮により、内側流路区画部材４５ａには、上記の軸方向力Ｆａとは逆向きの、図６に黒塗り矢印で示す向きの軸方向力Ｆｂが作用する。このとき、図６に示すように、変位規制部材４８が、外周縁部４８ａで外側流路区画部材４５ｂの外端面と当接する位置に達してなお、軸方向力Ｆｂが作用すると、変位規制部材４８と内側流路区画部材４５ａとの間のボルト等の連結箇所が破損する懸念がある。

これに対し、図７に示す実施形態では、内側流路区画部材４５ａと変位規制部材４８との連結箇所が、軸方向で変位規制部材４８を内側流路区画部材から引き離す向きの軸方向力Ｆｂに対して抗する弾性部材５０を含んで構成されている。より詳細には、この例では、内側流路区画部材４５ａと変位規制部材４８との連結箇所は、プレート状の変位規制部材４８を貫通して軸本体部４３に螺合するボルト５１と、ボルト５１の軸部を挿入されて頭部と変位規制部材４８との間に介在させたコイルばね等の弾性部材５０とを含む。なおここでは、カバー部材４９の内側に整合するように設けられて、カバー部材４９よりも内外径の小さい底付きの筒状を有し、外側流路区画部材４５ｂとの間で変位規制部材４８による変位の規制をもたらす内側当接部材５２をさらに設けている。

図７では、軸方向で一方の端部４２ａ側を向く軸方向力Ｆａが作用すると、同図（ａ）に示すように、変位規制部材４８が外周縁部４８ａで内側当接部材５２の開口端部に当接し、内側流路区画部材４５ａ及び軸本体部４３の更なる変位が防止される。内側当接部材５２は、このように軸方向力Ｆａの作用に際する内側流路区画部材４５ａ及び軸本体部４３を規制できるものであれば、図示のような筒状のものに限らない。
一方、軸方向力Ｆａとは逆向きの軸方向力Ｆｂが作用したときは、変位規制部材４８が外側流路区画部材４５ｂに当接し、さらに軸方向力Ｆｂが作用すると、同図（ｂ）に示すように、内側流路区画部材４５ａ及び軸本体部４３が変位規制部材４８から離れるとともに、弾性部材５０がボルト５１の頭部と変位規制部材４８との間に挟まれて変形し、軸方向力Ｆｂに対して抵抗する。それにより、変位規制部材４８と内側流路区画部材４５ａとの間の連結箇所の破損を有効に抑制することができる。

内側当接部材５２と外側流路区画部材４５ｂとの間のスペースを変更し、変位規制部材４８で規制する軸本体部４３の変位を調整するため、内側当接部材５２とカバー部材４９との間には、図示は省略するが、たとえばプレート状等のシムもしくはスペーサーを設けることもできる。

なお、軸方向力Ｆａ、Ｆｂに対する対策としての変位規制部材４８や弾性部材５０等の構造は、他方の端部４２ｂ側に設けることも考えられる。但し、他方の端部４２ｂ側には、先述したように中間金型１０４の回転駆動機構を配置することがあり、この場合、軸方向力Ｆａ、Ｆｂに対する構造の構造で摩耗により発生し得る金属粉が、当該回転駆動機構内に入り込むおそれがある。この観点から、図示の実施形態のように、一方の端部４１ａ側に変位規制部材４８や弾性部材５０等を設けることが好適である。

カバー部材４９の内部（又は内側当接部材５２の内部）は、潤滑油を注入しておくことができる。これにより、カバー部材４９内で、変位規制部材４８を円滑に摺動させることができる。なお仮にカバー部材４９の内部で、変位規制部材４８の摺動による金属粉が発生したとしても、金属粉は当該内部に留められるので、かかる金属粉の、成形品への付着は抑制される。

（型締装置）
上述したような回転軸部４１を有する中間金型支持枠３２ｃは、金型装置１０１を保持する金型保持機構３２の一つとして、型締装置３１に含まれる。型締装置３１は、固定プラテン３２ａ、可動プラテン３２ｂ及び中間金型支持枠３２ｃを有する金型保持機構３２の他、固定プラテン３２ａに対して中間金型支持枠３２ｃを動かす中間金型移動機構６１と、固定プラテン３２ａに対して可動プラテン３２ｂを動かす型締機構３３と、可動金型１０３の割型を開閉する割型開閉機構６２とを有する。中間金型移動機構６１及び割型開閉機構６２については、図８及び９を参照しながら後述する。

金型保持機構３２は、射出装置２１及び金型装置１０１の相互間に位置する固定プラテン３２ａと、固定プラテン３２ａとの間で金型装置１０１を隔てて位置し、固定プラテン３２ａに対して接近・離隔変位が可能な可動プラテン３２ｂと、固定プラテン３２ａと可動プラテン３２ｂとの間に配置され、固定プラテン３２ａに対して接近・離隔変位が可能な中間金型支持枠３２ｃとを含む。また、型締装置３１には、固定プラテン３２ａから後述のリヤプラテン３４側に延びて固定プラテン３２ａとリヤプラテン３４とを連結する一本又は複数本のタイバー３２ｄが設けられている。可動プラテン３２ｂ及び中間金型支持枠３２ｃは、この例では、タイバー３２ｄにより固定プラテン３２ａに対する離隔・接近変位がガイドされるものとしているが、タイバー３２ｄでガイドされない場合もある。

金型保持機構３２のうち、固定プラテン３２ａは、ベースフレーム２上に固定して取り付けられる。一方、可動プラテン３２ｂ及び中間金型支持枠３２ｃはそれぞれ、ベースフレーム２上に敷設されたガイド部材３２ｅ上に配置され、互いに独立して、固定プラテン３２ａに対して離隔する方向及び接近する方向にスライドすることができる。

なお、固定プラテン３２ａに対して可動プラテン３２ｂ及び中間金型支持枠３２ｃが離隔する位置では、金型装置１０１の可動金型１０３及び中間金型１０４が固定金型１０２から開いた型開状態となる。この離隔位置から可動プラテン３２ｂ及び中間金型支持枠３２ｃのそれぞれを固定プラテン３２ａに向けて接近させることで、可動金型１０３及び中間金型１０４が固定金型１０２に対して閉じた型閉状態となるとともに、さらに可動プラテン３２ｂ及び中間金型支持枠３２ｃをそれぞれ固定プラテン３２ａにて接近させて、可動金型１０３及び中間金型１０４が固定金型１０２に対して押し付けられた型締状態となる。ここでは、金型装置１０１の固定金型１０２が取り付けられる固定プラテン３２ａに接近する向きを前方側とし、固定プラテン３２ａから離隔する向きを後方側とする。型締装置３１の固定プラテン３２ａを除く多くの部分については、図１では、固定プラテン３２ａに接近する右向きが前方側になり、固定プラテン３２ａから離隔する左向きが後方側になる。

図示の中間金型支持枠３２ｃは、たとえば図２に示すように、正面視で矩形等の枠状を有し、水平面に平行な平面内で前後方向に直交する金型幅方向（図２では左右方向）に延びる回転軸部４１が回転可能に設けられている。回転軸部４１は、中間金型１０４が取り付けられ、これを支持するので、金型支持部材ともいう。この例では、回転軸部４１の軸方向を水平方向と平行な方向にしているが、回転軸部の軸方向はこれに限らず、たとえば鉛直方向と平行な方向等とすることも可能である。

また、中間金型支持枠３２ｃには、回転軸部４１の主として軸本体部４３を回転駆動し、それとともに中間金型１０４を回転させる中間金型回転機構が設けられる。この中間金型回転機構は、図示は省略するが、たとえば、回転軸部４１の先述した一方の端部４２ａ及び他方の端部４２ｂのうち、他方の端部４２ｂ側に設けることができる。このことは、先に述べたように、中間金型１０４の温度を調整するための熱媒体流路Ｐ１、Ｐ２を、一方の端部４２ａ側に集約させたことにより実現可能になる。

固定プラテン３２ａに対して中間金型支持枠３２ｃを動かす中間金型移動機構６１は、たとえば、図８及び９に示すように、固定プラテン３２ａ及び中間金型支持枠３２ｃのそれぞれに取り付けられて、モータにより駆動される液圧ポンプで作動する液圧シリンダ６１ａ及びピストンロッド６１ｂ等で構成することができる。この例では、金型幅方向で固定金型１０２及び中間金型１０４の外側に位置する二対の液圧シリンダ及びピストンロッドを設けているが、一対又は三対以上としてもよい。なお、図示は省略するが、中間金型移動機構は、液圧シリンダ等を固定プラテンではなく可動プラテンに取り付けることにより、可動プラテンに対して中間金型支持枠を動かすものとしてもよい。

型締装置３１の型締機構３３は、図１に示すように、ベースフレーム２上に配置されたリヤプラテン３４と、リヤプラテン３４上に設けた型締モータ３５と、型締モータ３５の回転運動を、可動プラテン３２ｂの変位方向の直線運動に変換する運動変換機構３６と、運動変換機構３６に伝達された力を増大させて可動プラテン３２ｂに伝えるトグル機構３７とを備えるものである。

このうち、運動変換機構３６は、回転運動を直線運動に変換できる種々の機構とすることができるが、この例では、型締モータ３５により回転駆動されるねじ軸３６ａ及び、ねじ軸３６ａに螺合するナット３６ｂを含んで構成されるものとしている。運動変換機構３６は、ボールねじとすることも可能である。そして、運動変換機構３６からの伝達力を増大させるトグル機構３７は、上記の運動変換機構３６のナット３６ｂと可動プラテン３２ｂとをつなぐ複数のリンク３７ａ〜３７ｃを、ジョイントで揺動可能に接続してなるものである。リンク及びジョイントの個数ならびにその形状は適宜変更することが可能であるが、図１に示すところでは、ナット３６ｂに接続されて上下方向に延びるクロスヘッド３７ｄに、該クロスヘッド３７ｄを隔てて上下に位置するリンク３７ａ〜３７ｃからなる一対のリンク群が、揺動可能に接続されて設けられている。

なお、リヤプラテン３４上には、上述した型締モータ３５の他、型厚調整モータ３８も設けることができる。この型厚調整モータ３８は、先述の金型保持機構３２の各タイバー３２ｄの延長部分に接続されたねじ軸及びナットに回転駆動力を付与することにより、固定プラテン３２ａと、ベースフレーム２上で移動可能に載置されたリヤプラテン３４との間の間隔を調整するべく機能する。これにより、金型装置１０１の交換や、温度変化に起因する金型装置１０１の厚みの変更等の際にも、金型装置１０１に所期したとおりの型締力を与えることができるように型厚の調整を行うことができる。図示は省略するが、ベースフレーム２上で固定プラテン側を移動可能とし、リヤプラテン側を固定としても、型厚の調整を実現可能である。

また、この型締装置３１は、図８及び９に示すように、ピストンロッド６２ａ及び液圧シリンダ６２ｂ等を有し、これにより可動金型１０３の割型を金型幅方向に進退駆動して開閉する割型開閉機構６２を備えるものである。

図示の型締装置３１は、可動プラテン３２ｂの移動方向が水平方向と平行な横型のものであるが、該移動方向を垂直方向とした竪型のものとすることも可能である。

（射出装置）
射出装置２１は主に、金型装置１０１に向けて延びる円筒状等のシリンダ２２と、シリンダ２２の内部にそれと中心軸線を平行にして配置されて、周囲にフライトが螺旋状に設けられたスクリュ２３と、シリンダ２２の外周側にその周囲を取り囲んで配置されたバンド状等のヒータ２４と、シリンダ２２及びスクリュ２３の後方側に配置されたモータボックス２５とを備える。図示は省略するが、モータボックス２５内には、シリンダ２２の先端部に所定の量の成形材料を蓄積させるため、スクリュ２３を中心軸線周りに回転させる計量モータや、金型装置１０１に接近する方向及び金型装置１０１から離れる方向の各方向へのスクリュ２３の前進及び後退変位を行う射出モータ、スクリュ２３が成形材料から受ける圧力を検出する圧力検出センサ等が配置されている。

なおここでは、金型装置１０１の固定金型１０２が取り付けられる型締装置３１の固定プラテン３２ａに接近する向きを前方側とし、固定プラテン３２ａから離隔する向きを後方側とする。したがって、図１では固定プラテン３２ａの右側に位置する射出装置２１について見ると、固定プラテン３２ａに接近する左向きが前方側となり、固定プラテン３２ａから離隔する右向きが後方側になる。

シリンダ２２は、後方側でモータボックス２５の手前に、成形材料をシリンダ２２内に投入するためのホッパーが取り付けられ得る供給口２２ａが設けられる。また、金型装置１０１に近接するシリンダ２２の先端部には、その前方側で横断面積が小さくなるノズル２２ｂが設けられている。なお、供給口２２ａの近傍には水冷等による水冷シリンダ２２ｃを設けることができる。

ノズル２２ｂの周囲を含むシリンダ２２の周囲に配置されるヒータ２４は、たとえば図示のように、シリンダ軸線方向で複数の部分に分割されて、各ヒータ部分の内側のシリンダ２２の内部を異なる温度で加熱できるものとすることができる。各ヒータ部分には、温度検出器を設けることができる。

スクリュ２３の先端側は、その外径を部分的に小さくして設けた括れ部の周囲に、スクリュ２３とともに前進及び後退変位してそれより前方側に送られた成形材料の後方側への逆流を防止する図示しない逆流防止リングが配置され得る。この逆流防止リングは、たとえば、それより前方側もしくは後方側に位置する成形材料から受ける圧力に応じて、スクリュ２３に対して前後に変位し、それにより後方側から前方側に向かう成形材料の流れのみを許容するものである。

このような構成を有する射出装置２１によれば、供給口２２ａからシリンダ２２の内部に投入された成形材料は、シリンダ２２の外周側のヒータ２４による加熱の下、計量モータで駆動されるスクリュ２３の回転に基いて溶融されつつ、シリンダ２２の内部で前方側に向けて送られて、シリンダ２２の先端部に蓄積される。この際に、スクリュ２３は射出モータにより後退変位させられて、シリンダ２２の先端部に、成形材料が蓄積される空間を形成する。

その後、スクリュ２３を前進変位させることにより、シリンダ２２の先端部の成形材料は、ノズル２２ｂを経て金型装置１０１に向けて射出される。さらにその後、シリンダ２２の先端部に残留している成形材料を通じて、金型装置１０１のキャビティに充填された成形材料に圧力を作用させる保圧を行う。このとき、金型装置１０１の射出成形用キャビティで成形材料の冷却収縮に起因して不足した成形材料を補充することができる。

なお、この射出成形機１はインラインスクリュ式のものであるが、可塑化シリンダ及び可塑化スクリュと、射出シリンダ及び射出プランジャーとに構造及び機能上分離させたプリプラ式の射出成形機とすることも可能である。

（移動装置）
移動装置２６は、たとえば射出装置２１のモータボックス２５の下部等に設けられ、固定プラテン３２ａに対して射出装置２１を前進及び後退変位させる進退駆動機構である。
移動装置２６を構成する進退駆動機構としては種々の機構を採用することができるが、図示の移動装置２６は、油圧等の液圧ポンプ２７と、液圧ポンプ２７を作動させる電動等によるポンプ作動用モータ２８と、液圧ポンプ２７から作動液が供給されて、先端が固定プラテン３２ａに固定されたピストンロッドを押出・引込運動させる複動型の液圧シリンダ２９とを含んで構成されている。

この移動装置２６は、上述した液圧ポンプ２７、ポンプ作動用モータ２８及び液圧シリンダ２９が取り付けられたスライドベース２６ａ、ならびに、ベースフレーム２上に敷設されて該スライドベース２６ａの直線運動を案内するガイド２６ｂをさらに含む。それにより、スライドベース２６ａの上部に載置された射出装置２１の進退変位を実現する。

移動装置２６により、射出装置２１を金型装置１０１から離隔させたり、また、射出装置２１を金型装置１０１に接近させて、射出装置２１のシリンダ２２のノズル２２ｂを所定の圧力で金型装置１０１に押し付ける、いわゆるノズルタッチを行ったりすることが可能になる。

（金型装置）
射出成形機１に取り付けられる金型装置１０１は、固定金型１０２、可動金型１０３、及び中間金型１０４を有するものである。この金型装置１０１は、型締装置３１による型締状態で、固定金型１０２と中間金型１０４との間に射出成形用キャビティが区画され、また、可動金型１０３と中間金型１０４との間に吹込み成形用キャビティが区画される。

より詳細には、固定金型１０２には、図８（ｂ）に示すように、固定側凹型部１０２ａが設けられている。型締状態では、この固定側凹型部１０２ａ内に中間金型１０４の凸型部１０４ａが挿入されて配置され、固定側凹型部１０２ａと凸型部１０４ａとの間に、プリフォームＰＦの形状に対応する射出成形用キャビティが区画される。

また、可動金型１０３は、金型幅方向に分割可能な割型１０３ｂを有し、それらの割型１０３ｂを組み合わせて区画される可動側凹型部１０３ａが設けられている（図８（ｂ）及び図９（ｂ）参照）。型締状態では、可動側凹型部１０３ａと、可動側凹型部１０３ａ内に挿入されて配置された中間金型１０４の凸型部１０４ａとの間に、成形品ＭＰの形状に対応する吹込み成形用キャビティが区画される。可動金型１０３の割型１０３ｂは、割型開閉機構６２によって金型幅方向で同じ向きに動かすものどうしが、割型連結部材６３ａ、６３ｂで連結され得る。

中間金型１０４は、前後方向で回転軸部４１を隔てて位置する二個のコア金型のそれぞれの、固定金型１０２又は可動金型１０３に対向する各表面に、凸型部１０４ａが設けられたものである。

なお、図示の例では、固定金型１０２の固定側凹型部１０２ａ、中間金型１０４の凸型部１０４ａ及び、可動金型１０３の可動側凹型部１０３ａはそれぞれ、金型幅方向に二個並ぶとともに、高さ方向（図８（ａ）及び図９（ａ）の上下方向）に六個配列された計十二個としているが、その個数は適宜変更され得る。

金型装置１０１は、製造しようとする成形品の形状等に応じて適宜、射出成形機１に取り付けられ、また交換され得るものであり、射出成形機１の一部とはみなさない。

（射出成形機の動作）
以上に述べた射出成形機１では、次に述べる各工程を行うように動作する。
図８に示す金型装置１０１の型開状態で、型締機構３３により可動プラテン３２ｂを固定プラテン３２ａ側に移動させるとともに、中間金型移動機構６１により中間金型支持枠３２ｃを固定プラテン３２ａ側に移動させる型閉工程を行う。

次いで、前回の成形時の後述する計量で既に射出装置２１の内部に成形材料が所定の量で蓄積されて配置された状態で、型締装置３１を用いて、図９に示すように、金型装置１０１を型締状態とする型締工程が行われる。型締工程では、固定金型１０２と中間金型１０４との間に、射出成形用キャビティが区画され、可動金型１０３と中間金型１０４との間に、吹込み成形用キャビティが区画される。

そして、スクリュ２３の前進により上記の成形材料を、金型装置１０１の射出成形用キャビティに向けて射出し、成形材料を射出成形用キャビティに充填する射出工程を行う。射出工程では、射出成形用キャビティへの成形材料の充填後に、スクリュ２３をさらに前進させて射出装置２１の先端部の内部にある成形材料を所定の圧力に保持する保圧が行われる。しかる後、射出成形用キャビティに充填された成形材料を冷却させて固化させる。これにより、射出成形用キャビティにプリフォームＰＦが成形される。なおこの際に、射出装置２１内に別途投入した成形材料を、ヒータ２４による加熱下でスクリュ２３の回転により射出装置２１の先端部に向けて送りながら溶融させ、所定の量の成形材料を先端部に配置する計量が行われる。

上記の射出工程と並行して、吹込み成形用キャビティでは吹込み工程が行われる。吹込み成形用キャビティには、中間金型１０４の反転前に射出成形用キャビティで既に成形されたプリフォームＰＦが配置されている。吹込み工程では、当該プリフォームＰＦに対して空気その他の気体等の流体を供給し、吹込み成形用キャビティでプリフォームＰＦを膨張させて、成形品ＭＰを成形する。

その後は、型締装置３１の型締機構３３及び中間金型移動機構６１を作動させて、可動プラテン３２ｂ及び中間金型支持枠３２ｃのそれぞれを固定プラテン３２ａから離れる側に移動させ、金型装置１０１を開く型開工程を行う。

型開工程の後は、割型開閉機構６２を用いて、可動金型１０３の割型を開いて成形品ＭＰを取り出した後、可動金型１０３の割型を閉じる割型開閉工程を行う。
またここでは、中間金型回転機構により中間金型１０４を反転させる中間金型回転工程を行う。これにより、割型開閉工程で成形品ＭＰが回収された側における中間金型１０４のコア金型の凸型部１０４ａが、固定金型１０２の固定側凹型部１０２ａ側を向くことになる。一方、射出工程でプリフォームＰＦが成形された側における中間金型１０４のコア金型の凸型部１０４ａは、プリフォームＰＦを保持した状態で、可動金型１０３の可動側凹型部１０３ａを向く。
なお、中間金型回転工程は、割型開閉工程とほぼ同時期又は、割型開閉工程の前もしくは後に行うことができる。

射出成形機１を用いた射出成形では、上述したような型閉工程、型締工程、射出工程、吹込み工程、型開工程、割型開閉工程及び中間金型回転工程が繰り返し行われる。

１ 射出成形機
２ ベースフレーム
２１ 射出装置
２２ シリンダ
２２ａ 供給口
２２ｂ ノズル
２２ｃ 水冷シリンダ
２３ スクリュ
２４ ヒータ
２５ モータボックス
２６ 移動装置
２６ａ スライドベース
２６ｂ ガイド
２７ 液圧ポンプ
２８ ポンプ作動用モータ
２９ 液圧シリンダ
３１ 型締装置
３２ａ 固定プラテン
３２ｂ 可動プラテン
３２ｃ 中間金型支持枠
３２ｄ タイバー
３２ｅ ガイド部材
３３ 型締機構
３４ リヤプラテン
３５ 型締モータ
３６ 運動変換機構
３６ａ ねじ軸
３６ｂ ナット
３７ トグル機構
３７ａ〜３７ｃ リンク
３７ｄ クロスヘッド
３８ 型厚調整モータ
４１ 回転軸部（金型支持部材）
４２ａ 一方の端部
４２ｂ 他方の端部
４３ 軸本体部
４４ａ〜４４ｄ 環状部分
４５ａ 内側流路区画部材
４５ｂ 外側流路区画部材
４６ 配管部材
４７ａ、４７ｂ スプリットリング
４８ 変位規制部材
４８ａ 外周縁部
４９、４９ａ カバー部材
５０ 弾性部材
５１ ボルト
５２ 内側当接部材
６１ 中間金型移動機構
６１ａ 液圧シリンダ
６１ｂ ピストンロッド
６２ 割型開閉機構
６２ａ ピストンロッド
６２ｂ 液圧シリンダ
６３ａ、６３ｂ 割型連結部材
１０１ 金型装置
１０２ 固定金型
１０２ａ 固定側凹型部
１０３ 可動金型
１０３ａ 可動側凹型部
１０３ｂ 割型
１０４ 中間金型（金型）
１０４ａ 凸型部
Ｆａ、Ｆｂ 軸方向力
Ｐ１、Ｐ２ 熱媒体流路
Ｐ１ｉｎ、Ｐ２ｉｎ 流入側流路部
Ｐ１оｕｔ、Ｐ２оｕｔ 流出側流路部
ＰＦ プリフォーム
ＭＰ 成形品

Claims (6)

1. 成形材料を金型に射出して成形する射出成形機であって、
   前記金型を支持する金型支持部材を備え、
   金型支持部材が、金型側流路に連通し、金型の温度を調整する熱媒体を流す一本以上の熱媒体流路を有し、
   少なくとも一本の前記熱媒体流路の流入口及び流出口が、前記金型支持部材の前記金型を隔てた両側のうちの一方側に存在し、
   前記熱媒体流路が、熱媒体を前記流入口から前記一方側で流動させて金型側流路に導く流入側流路部と、熱媒体を金型側流路から前記一方側で流動させて前記流出口に導く流出側流路部とを有し、
   前記金型支持部材が、金型幅方向と平行な軸方向に延びて金型を回転させる回転軸部であり、当該回転軸部が、両端部間にわたって延びる軸本体部を有し、
   前記流入側流路部及び流出側流路部のそれぞれが、前記一方側における軸方向の互いに異なる位置で、前記軸本体部の周囲に設けられた環状部分を有する射出成形機。
2. 複数本の前記熱媒体流路を備え、
   複数本の前記熱媒体流路のそれぞれの流入口及び流出口が、前記金型支持部材の前記金型を隔てた両側のうちの一方側に存在し、
   各熱媒体流路における前記流入側流路部及び流出側流路部のそれぞれの環状部分が、前記一方側で軸方向に並んで配置されてなる請求項１に記載の射出成形機。
3. 複数個の前記環状部分のうち、軸方向の外側に位置する環状部分のほうが軸方向の内側に位置する環状部分よりも長い周長を有する請求項１又は２に記載の射出成形機。
4. 前記回転軸部の前記一方側の部分が、
   前記軸本体部に設けられた内側流路区画部材と、
   内側流路区画部材の周囲を取り囲んで配置され、内側流路区画部材との間に前記環状部分を区画する外側流路区画部材と
   を有する請求項１〜３のいずれか一項に記載の射出成形機。
5. 前記回転軸部が、内側流路区画部材の軸方向外側の端面に連結されて前記軸本体部の軸方向の変位量を規制する変位規制部材を有する請求項４に記載の射出成形機。
6. 内側流路区画部材と変位規制部材との連結箇所が、軸方向で変位規制部材を内側流路区画部材から引き離す向きの軸方向力の作用に対して抗する弾性部材を含む請求項５に記載の射出成形機。

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