説明

サンドイッチ成形用ノズルおよび射出成形装置

【課題】射出成形装置10のサンドイッチ成形用ノズル30は、コア層と表皮層とを形成するための樹脂材料を容易に変更することができる。
【解決手段】サンドイッチ成形用ノズル30は、金型MdのキャビティCtに接続されるノズル孔32dと、第1または第2射出ユニット60A,60Bから供給される異なった樹脂材料を流す第1および第2樹脂通路35A,35Bとを有するノズル本体31と、ノズル孔32dと金型Mdとの接続箇所を通る軸を中心に、ノズル本体31を回転可能に支持するノズル軸支機構51とを備えている。ノズル軸支機構51は、ノズル本体31が軸を中心に回転することで、第1樹脂通路35Aおよび第2樹脂通路35Bが第1および第2射出ユニット60A,60Bに接続される箇所が入れ替わるように構成されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、樹脂成形品のコア層と表皮層とを入れ換え可能であるサンドイッチ成形用ノズルおよび射出成形装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、この種のサンドイッチ成形用ノズルとして、特許文献1に記載した技術が知られている。サンドイッチ成形用ノズルは、第1射出ユニットまたは第2射出ユニットに接続される樹脂通路を形成したノズル本体と、ノズル本体を固定する支持台とを備え、ノズル本体を支持台に対して付け替えることで、第1射出ユニットおよび第2射出ユニットに接続される樹脂通路の位置を替える構成である。
【0003】
しかし、従来のサンドイッチ成形用ノズルでは、ノズル本体を付け替えるのに、ボルトを取り外すなど面倒な作業を要するという課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平8−323808
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、上記従来の技術の問題点を解決することを踏まえ、コア層と表皮層とを形成するための樹脂材料を容易に変更することができるサンドイッチ成形用ノズルおよび射出成形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】
【0006】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【0007】
[適用例1]
適用例1は、第1および第2射出ユニットから射出される異なった樹脂材料を金型のキャビティに順次供給することで複数の樹脂層を積層形成するためのサンドイッチ成形用ノズルにおいて、
上記キャビティに接続されるノズル孔と、一端が上記ノズル孔に接続され他端が上記第1または第2射出ユニットに選択的に接続されかつ上記第1または第2射出ユニットから供給される異なった樹脂材料を流す第1および第2樹脂通路と、を有するノズル本体と、
上記ノズル孔と上記金型との接続箇所を通る軸を中心に、上記ノズル本体を回転可能に支持するノズル軸支機構と、
を備え、
上記ノズル軸支機構は、上記ノズル本体が上記軸を中心に回転することで、上記第1樹脂通路および第2樹脂通路が上記第1および第2射出ユニットに接続される箇所が入れ替わるように構成したこと、を特徴とする。
【0008】
適用例1において、サンドイッチ成形用ノズルは、ノズル本体を軸方向に回転可能に支持するノズル軸支機構を備えている。ノズル軸支機構は、ノズル本体を軸方向に回転させることで、第1樹脂通路および第2樹脂通路が第1および第2射出ユニットに接続される箇所を入れ替えることができる。すなわち、第1または第1および第2樹脂通路は、第1および第2射出ユニットの接続先を変更することで、積層される樹脂層を異なった材料で行なうことができる。
【0009】
また、ノズル軸支機構は、ノズル本体をノズル軸支機構で支持された状態にて、回転駆動機構により回転させているから、従来の技術で説明したような、手作業でノズル本体の位置を入れ替えて、ノズルの交換にボルトの締結するような面倒な作業が不要である。
【0010】
[適用例2]
適用例2において、上記ノズル移動機構は、モータと、該モータの回転力を上記ノズル本体に伝達する歯車機構とを備えている構成をとることができる。この構成により、モータにより簡単にノズル本体の切り替えを行なうことができる。
【0011】
[適用例3]
適用例3は、サンドイッチ成形用ノズルを用いた射出成形装置において、
上記ノズル移動機構は、上記ノズル本体と上記第1および第2射出ユニットとの距離を変更するように軸方向に進退させる軸方向移動機構を備えている構成である。この構成により、ノズル移動機構がノズル本体を第1および第2射出ユニットと別に駆動して移動するから、設備が小型で簡単である。
【0012】
[適用例4]
適用例4において、第1および第2射出ユニットと、上記第1および第2射出ユニットおよびサンドイッチ成形用ノズルを基板上に固定して上記金型に対して軸方向へ進退させる可動機構と、を備えた射出成形装置である。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の第1実施例にかかる射出成形装置を示す概略構成図である。
【図2】図1に示すサンドイッチ成形用ノズルを水平方向に切断した断面図である。
【図3】図2のノズル本体のノズルチップの付近を拡大した断面図である。
【図4】図2の4−4線に沿った断面図である。
【図5】ノズル本体のノズル移動機構を説明する説明図である。
【図6】射出成形装置の射出成形工程を説明する説明図である。
【図7】図6に続く工程を説明する説明図である。
【図8】図7に続く工程を説明する説明図である。
【図9】ノズル本体の交換作業を説明する説明図である。
【図10】図9に続く作業を説明する説明図である。
【図11】第2実施例にかかる射出成形装置を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明の一実施例にかかる射出成形装置について図面を用いて説明する。
(1) 射出成形装置10の概略構成
図1は本発明の第1実施例にかかる射出成形装置10を示す概略構成図である。図1において、射出成形装置10は、可動機構20と、サンドイッチ成形用ノズル30と、汎用の第1および第2射出ユニット60A,60Bとを備えており、金型Mdに2種類の樹脂材料を射出成形する、いわゆるサンドイッチ成形品を製造する装置である。射出成形装置10の一端側には、金型Mdが配置されている。金型Mdは、キャビティCtと、キャビティCtに接続されるゲートGtとを備え、射出成形装置10から射出される2種類の樹脂材料により表皮層L1とコア層L2とからなる樹脂成形品PDを形成する。以下、射出成形装置10の各構成要素について説明する。
【0015】
(2) 射出成形装置10の各部の構成
(2)−1 可動機構20
可動機構20は、サンドイッチ成形用ノズル30と、第1および第2射出ユニット60A,60Bとを水平方向に移動するための装置であり、ノズル前後動油圧装置21と、レール22に乗ってガイドされる第1基板23と、第1基板23上に固定された第2基板24とを備えている。第1基板23上には、第1および第2射出ユニット60A,60Bが固定されている。第2基板24上には、サンドイッチ成形用ノズル30が固定されている。この可動機構20の構成において、ノズル前後動油圧装置21が駆動されると、第1基板23が矢印方向d1,d2の方向にレール22上を移動することにより、第1および第2射出ユニット60A,60Bおよび第2基板24を介してサンドイッチ成形用ノズル30が金型Mdに対して一体に移動する。
【0016】
(2)−2 サンドイッチ成形用ノズル30
サンドイッチ成形用ノズル30は、ノズル本体31と、ノズル本体31を矢印方向d3,d4(水平方向)に移動するノズル移動機構50とを備えている。図2は図1に示すサンドイッチ成形用ノズル30を水平方向に切断した断面図である。ノズル本体31は、ノズルチップ32と、ノズルチップ32の端部にそれぞれ接続された第1および第2樹脂通路形成体33A,33Bと、センターシャフト34と、油圧シリンダ37とを備えている。
【0017】
図3は図2のノズル本体31のノズルチップ32の付近を拡大した断面図である。図3において、ノズルチップ32内には、ノズル室32aが形成されている。ノズル室32aには、シリンダ32bが配置されている。シリンダ32b内は、シリンダ室32cになっている。シリンダ室32cの一端は、ノズルチップ32の先端を貫通したノズル孔32dが形成されており、金型Md(図1)に向けて樹脂材料を射出する通路となっている。また、シリンダ室32c内には、上述したセンターシャフト34が貫通配置されている。
【0018】
図2に戻り、ノズル本体31には、第1または第2射出ユニット60A,60Bに選択的に接続される第1および第2樹脂通路35A,35Bが形成されている。
第1樹脂通路35Aは、表皮層L1を形成するための樹脂を射出するための通路であり、第1または第2射出ユニット60A,60Bに接続される第1接続孔35Aaと、第1樹脂通路形成体33A内の通路35Abと、ノズルチップ32内の通路35Acおよび通路35Adとを備え、ノズル孔32dに接続されている。第1樹脂通路35Aの通路35Adは、シリンダ32bの外周側に配置された通路である。
第2樹脂通路35Bは、第1または第2射出ユニット60B,60Bに選択的に接続される第2接続孔35Baと、第2樹脂通路形成体33B内の通路35Bbと、ノズルチップ32内の通路35Bcと、シリンダ32b内の通路35Bdおよび通路35Beとを備え、ノズル孔32dに接続されている。図4は図2の4−4線に沿った断面図である。センターシャフト34の途中には、支持突部34aが形成されて、シリンダ32bの内壁に摺動可能に支持されている。支持突部34aの間は、通路35Bfになっている。なお、図2に示す通路35Abおよび通路35Bbには、樹脂材料の逆流を防止する逆止弁36A,36Bが配置されている。
【0019】
(2)−3 ノズル移動機構50
図5はサンドイッチ成形用ノズル30のノズル移動機構50を説明する説明図である。ノズル移動機構50は、ノズル本体31を回転可能かつ軸方向へ移動可能に支持するノズル軸支機構51と、ノズル本体31を回転駆動する回転駆動機構54と、ノズル本体31を軸方向へ移動する軸方向移動機構57とを備えている。
ノズル軸支機構51は、第2基板24に固定されたノズル支持体52と、ノズル支持体52に装着されノズル本体31を回転可能かつ軸方向へ移動可能に支持する環状で金属製のブッシュ53とを備えている。回転駆動機構54は、モータ55と、ノズル本体31の外周に固定された歯車56aと、歯車56aに噛み合いかつモータ55に連結されている歯車56bとを備えている。軸方向移動機構57は、油圧シリンダ58と、ノズル本体31の外周から突設された連携用突部59aと、油圧シリンダ58から突設され連携用突部59aに係合する連結部59bとを備えている。
【0020】
ノズル移動機構50の構成において、回転駆動機構54のモータ55を回転駆動することにより、歯車56b、歯車56aを介して、ノズル軸支機構51に支持されたノズル本体31を回転することができる。また、軸方向移動機構57の油圧シリンダ58を駆動することにより、連結部59bおよび連携用突部59aを介して、ノズル軸支機構51に支持されたノズル本体31を矢印方向d3,d4(軸方向)へ進退させることができる。
【0021】
(3) 射出成形装置10の射出成形工程およびノズル交換作業
(3)−1 射出成形工程
図1に示すように、射出成形装置10が射出前の待機状態にある場合には、射出成形装置10は、金型Mdから離れた位置にある。そして、図6に示すように、金型Mdに射出成形装置10を接続するには、軸方向移動機構57の油圧シリンダ58を駆動して、第2基板24上でノズル本体31を矢印方向d4に移動して、図7に示すように、ノズル本体31の第1および第2接続孔35Aa,35Baを第1および第2射出ユニット60A,60Bに接続する。さらに図6に示す可動機構20のノズル前後動油圧装置21を駆動することにより、第1基板23上の第1および第2射出ユニット60A,60Bおよびノズル本体31を一体に矢印方向d1へ移動する。これにより、射出成形装置10が金型Mdに接続される。このとき、図7に示すように、センターシャフト34は、その先端で第2樹脂通路35Bの通路35Beを閉じる位置に設定する。
【0022】
表皮層は、以下の工程で作成される。図7に示すように、第1射出ユニット60Aを駆動することにより、第1樹脂材料が第1樹脂通路35Aを通じて流れ、金型MdのキャビティCtに射出され、さらに第1射出ユニット60Aが停止されることで、所定の表皮層が形成される。
【0023】
コア層は、以下の工程で作成される。図8に示すように、油圧シリンダ37を駆動することにより、センターシャフト34を後退させ、通路35Beを開く。第2射出ユニット60B(図6)を駆動すると、第2樹脂材料が第2樹脂通路35Bを通じて流れ、金型MdのキャビティCtに射出され、さらに第2射出ユニット60Bが停止されることで、表皮層に合わさったコア層が形成される。
【0024】
(3)−2 ノズル交換作業
図9および図10は第1および第2射出ユニット60A,60Bに接続されるノズル本体31の第1および第2接続孔35Aaを交換する作業を説明する説明図である。図9において、可動機構20のノズル前後動油圧装置21を駆動して、射出成形装置10を矢印方向d2に移動して金型Mdから離す。さらに、軸方向移動機構57の油圧シリンダ58を駆動することで、ノズル本体31を矢印方向d3に移動して第1および第2射出ユニット60A,60Bから離す(図10)。さらに、モータ55を駆動して、歯車56a、歯車56bを介して、ノズル軸支機構51で支持されているノズル本体31を180度回転する。これにより、図10に示すように、第2接続孔35Baが第1射出ユニット60Aに対向し、第1接続孔35Aaが第2射出ユニット60Bに対向する。そして、図9に示す油圧シリンダ58を駆動して、連結部59b、連携用突部59aを介してノズル本体31を矢印方向d4へ移動して、第2接続孔35Baを第1射出ユニット60Aに接続し、第1接続孔35Aaを第2射出ユニット60Bに接続する。さらに、ノズル前後動油圧装置21を駆動して、サンドイッチ成形用ノズル30および第1および第2射出ユニット60A,60Bを矢印方向d1へ一体に移動して、金型Mdに接続する。これにより、ノズル本体31の交換作業を終える。
【0025】
そして、上述した射出成形工程と同様に、第2射出ユニット60Bを駆動することで、第2樹脂材料が第1樹脂通路35Aを通じて金型Mdに射出される。続いて、第1射出ユニット60Aを駆動することで、第1樹脂材料が第2樹脂通路形成体33Bを通じて、金型Mdに射出される。
【0026】
(4) 実施例の作用・効果
上記実施例の構成により、上述した効果のほか、以下の効果を奏する。
(4)−1 図10に示すように、サンドイッチ成形用ノズル30は、ノズル本体31を180度回転することにより、ノズル本体31の第1および第2樹脂通路35A,35Bに選択的に接続される第1および第2射出ユニット60A,60Bの接続先を変更することができ、表皮層とコア層に射出される樹脂材料を入れ替えることができる。
【0027】
(4)−2 図5に示すように、ノズル移動機構50は、ノズル本体31をノズル軸支機構51で支持された状態にて、回転駆動機構54により回転させているから、従来の技術で説明したような、ノズルの交換にボルトを締結するような面倒な作業が不要である。
【0028】
(4)−3 サンドイッチ成形用ノズル30は、ノズル本体31を第1および第2射出ユニット60A,60Bに対して移動するためのノズル移動機構50を備えている。ノズル移動機構50がノズル本体31を第1および第2射出ユニット60A,60Bと別に駆動して移動するから、設備が小型で簡単である。
【0029】
(5) 他の実施例
以上、本発明の実施の形態を実施例にて説明したが、本発明は上記した実施例や変形例の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様にて実施することが可能である。
(5)−1 図11は第2実施例にかかる射出成形装置10Bを示す概略構成図である。本実施例は、サンドイッチ成形用ノズル30Bと第1および第2射出ユニット60A,60Bとを独立して可動させる可動機構20Bの構成に特徴を有している。可動機構20Bは、ノズル移動機構25Bと、射出ユニット移動機構28Bとを備えている。ノズル移動機構25Bは、レール25Baと、レール25Ba上に乗ってガイドされる基板25Bbと、ノズル駆動機構26Bとを備え、基板25Bb上に固定したサンドイッチ成形用ノズル30Bをノズル駆動機構26Bの駆動により矢印方向へ移動させる。また、射出ユニット移動機構28Bは、レール28Baと、レール28Baに乗ってガイドされる基板28Bbと、ユニット駆動機構29Bとを備え、基板28Bb上に固定した第1および第2射出ユニット60A,60Bをユニット駆動機構29Bの駆動により矢印方向へ移動する。このような可動機構20Bにより、サンドイッチ成形用ノズル30B、第1および第2射出ユニット60A,60Bおよび金型をそれぞれ独立して接続・非接続の状態へ適宜設定することができる。
【0030】
(5)−2 上記実施例では、2つの射出ユニットを用いた例について説明したが、3つ以上の射出ユニットを用いてもよく、例えば、ノズル本体を120度で切り換えることで三色の樹脂を射出成形する構成であってもよい。
【0031】
(5)−3 第1実施例では、サンドイッチ成形用ノズル30と第1および第2射出ユニット60A,60Bとを接続した後に、サンドイッチ成形用ノズル30および第1および第2射出ユニット60A,60Bを一体に移動することで、金型Mdに接続したが、これに限らず、サンドイッチ成形用ノズル30および第1および第2射出ユニット60A,60Bを接続・非接続するための移動は、種々の態様をとることができる。例えば、サンドイッチ成形用ノズル30を金型Mdに接続した後に第1および第2射出ユニット60A,60Bをサンドイッチ成形用ノズル30に接続する工程や、サンドイッチ成形用ノズル30と第1および第2射出ユニット60A,60Bとを接続した後に第1および第2射出ユニット60A,60Bによってサンドイッチ成形用ノズル30を押しながら金型Mdに接続する工程など、種々の態様をとることができる。
【0032】
(5)−4 図11に示すように、射出成形後の後退時に、第1および第2射出ユニット60A,60Bの後退距離Laよりも、サンドイッチ成形用ノズル30Bの後退距離Lbを短く設定することにより、サンドイッチ成形用ノズル30Bと第1および第2射出ユニット60A,60Bとを簡単に離間できるように可動機構20Bを駆動してもよい。
【0033】
(5)−5 上記実施例では、図2に示すように、逆止弁36A,36Bは、サンドイッチ成形用ノズル30に組み付けたが、これに限らず、第1および第2射出ユニット60A,60Bに設けてもよい。
【符号の説明】
【0034】
10…射出成形装置
10B…射出成形装置
20…可動機構
20B…可動機構
21…ノズル前後動油圧装置
22…レール
23…第1基板
24…第2基板
25B…ノズル移動機構
25Ba…レール
25Bb…基板
26B…ノズル駆動機構
28B…射出ユニット移動機構
28Ba…レール
28Bb…基板
29B…ユニット駆動機構
30…サンドイッチ成形用ノズル
30B…サンドイッチ成形用ノズル
31…ノズル本体
32…ノズルチップ
32a…ノズル室
32b…シリンダ
32c…シリンダ室
32d…ノズル孔
33A,33B…第1および第2樹脂通路形成体
34…センターシャフト
34a…支持突部
35A,35B…第1および第2樹脂通路
35Aa,35Ba…第1および第2接続孔
35Ab…通路
35Ac…通路
35Ad…通路
35Bb…通路
35Bc…通路
35Bd…通路
35Be…通路
35Bf…通路
36A,36B…逆止弁
37…油圧シリンダ
50…ノズル移動機構
51…ノズル軸支機構
52…ノズル支持体
53…ブッシュ
54…回転駆動機構
55…モータ
56a…歯車
56b…歯車
57…軸方向移動機構
58…油圧シリンダ
59a…連携用突部
60A,60B…第1および第2射出ユニット
L1…表皮層
L2…コア層
PD…樹脂成形品
Md…金型
Ct…キャビティ
Gt…ゲート

【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1および第2射出ユニット(60A,60B)からそれぞれ射出される異なった樹脂材料を金型のキャビティ(Ct)に順次供給することで複数の樹脂層を積層形成するためのサンドイッチ成形用ノズルにおいて、
上記キャビティ(Ct)に接続されるノズル孔(32d)と、一端が上記ノズル孔(32d)に接続され他端が上記第1または第2射出ユニット(60A,60B)に選択的に接続されかつ上記第1または第2射出ユニット(60A,60B)から供給される異なった樹脂材料を流す第1および第2樹脂通路(35A,35B)と、を有するノズル本体(31)と、
上記ノズル孔(32d)と上記金型(Md)との接続箇所を通る軸を中心に、上記ノズル本体(31)を回転可能に支持するノズル軸支機構(51)を有するノズル移動機構(50)と、
を備え、
上記ノズル軸支機構(51)は、上記ノズル本体(31)が上記軸を中心に回転することで、上記第1樹脂通路(35A)および第2樹脂通路(35B)が上記第1および第2射出ユニット(60A,60B)に接続される箇所が入れ替わるように構成したこと、を特徴とするサンドイッチ成形用ノズル。
【請求項2】
請求項1に記載のサンドイッチ成形用ノズルにおいて、
上記ノズル移動機構(50)は、モータ(55)と、該モータ(55)の回転力を上記ノズル本体(31)に伝達する歯車機構とを備えているサンドイッチ成形用ノズル。
【請求項3】
請求項1または請求項2に記載のサンドイッチ成形用ノズルを用いた射出成形装置において、
上記ノズル移動機構(50)は、上記ノズル本体(31)と上記第1および第2射出ユニット(60A,60B)との距離を変更するように軸方向に進退させる軸方向移動機構(57)を備えている射出成形装置。
【請求項4】
請求項3に記載の射出成形装置において、
第1および第2射出ユニット(60A,60B)と、上記第1および第2射出ユニット(60A,60B)およびサンドイッチ成形用ノズル(30)を基板上に固定して上記金型(Md)に対して軸方向へ進退させる可動機構(20)と、を備えた射出成形装置。

【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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【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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【公開番号】特開2013−67130(P2013−67130A)
【公開日】平成25年4月18日(2013.4.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−208632(P2011−208632)
【出願日】平成23年9月26日(2011.9.26)
【出願人】(000241463)豊田合成株式会社 (3,467)
【Fターム(参考)】