射出成形機
【課題】成形品１個あたりのエネルギー消費量と放熱量の削減と、装置の価格の低減または装置の価格の増加をなるべく抑えた射出成形機を提供する。
【解決手段】射出装置１６の加熱筒２２内で材料を溶融し、溶融した材料を成形金型１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃのキャビティ内で固化させて成形品を成形する射出成形機１１において、誘導加熱装置２９を備えた加熱筒２２と、加熱筒２２の数よりも多い成形金型１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃまたは加熱筒２２の数よりも多い注入孔１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃを配設することにより成形品１個あたりのエネルギー消費量と放熱量の削減と、装置価格の低減または装置価格の増加抑制を図る。
【解決手段】射出装置１６の加熱筒２２内で材料を溶融し、溶融した材料を成形金型１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃのキャビティ内で固化させて成形品を成形する射出成形機１１において、誘導加熱装置２９を備えた加熱筒２２と、加熱筒２２の数よりも多い成形金型１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃまたは加熱筒２２の数よりも多い注入孔１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃを配設することにより成形品１個あたりのエネルギー消費量と放熱量の削減と、装置価格の低減または装置価格の増加抑制を図る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形に用いられる射出成形機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
射出成形機の分野においては、ランニングコストの削減と地球温暖化防止のための省エネルギー化がより一層重要な課題となっている。一般に射出成形機によって消費される電力消費量のうち半分以上（ハイサイクル成形で樹脂供給量の多いものでは７０％以上）は、加熱筒内で樹脂を溶融する際の加熱に使用されている。射出成形機の加熱筒の加熱手段としては特許文献１に記載のように抵抗加熱による電気ヒータを用いるものが一般的である。電気ヒータは、ヒータの価格が安いのが最大の利点であるが電力消費量が大きく、また加熱筒から外部へ放熱によるエネルギーロスが大きい点で問題があった。
【０００３】
前記問題を解決するための手段として特許文献２、特許文献３に記載されたものが知られている。特許文献２は、加熱筒の電気ヒータから放出された熱を回収し樹脂の乾燥機に使用するものである。しかし特許文献２の装置は、加熱筒の周囲に熱の回収用の管路を設ける必要があり、ブロアや管路のヒータが更に必要となり、それらが電力を消費する上に、装置が複雑になるという問題点があった。また特許文献３は、電気ヒータよりも電力消費量が少なくエネルギー効率に優れた加熱手段として誘導加熱を用いたものも知られている。しかし誘導加熱を用いるものは昇温方向への応答性とエネルギー効率に優れるものの、それぞれのゾーン毎に制御装置が必要となり、１ゾーン当たりのコストも高い点が問題であった。そのため前記コストが高い点がネックになりそれほど普及していないのが実情である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−５８４８１号公報（請求項１、図１）
【特許文献２】特開２００７−３１３６６４号公報（請求項１、図１）
【特許文献３】特開２００４−３１４４００号公報（請求項１、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明では上記の問題を鑑みて、成形品１個あたりのエネルギー消費量と放熱量の削減と、装置価格の低減または装置価格の増加抑制を図ることができる射出成形機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】
本発明の請求項１に記載の射出成形機は、射出装置の加熱筒内で材料を溶融し、溶融した材料を成形金型のキャビティ内で固化させて成形品を成形する射出成形機において、誘導加熱装置を備えた加熱筒と、前記加熱筒の数よりも多い成形金型または注入孔が配設されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明の請求項２に記載の射出成形機は、請求項１において、誘導加熱装置を備えた加熱筒を有する射出装置が、加熱筒の数よりも多い成形金型のうちのある成形金型から別の成形金型、または前記加熱筒の数よりも多い注入孔のうちのある注入孔から別の注入孔へ移動することを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項３に記載の射出成形機は、請求項１または請求項２において、加熱筒の数よりも多い成形金型または加熱筒の数よりも多い注入孔が、誘導加熱装置を備えた加熱筒を有する射出装置の前方へそれぞれ移動することを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項４に記載の射出成形機は、請求項３において、成形金型は、型締装置に設けられた回転盤に取付けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の射出成形機は、射出装置の加熱筒内で材料を溶融し、溶融した材料を成形金型のキャビティ内で固化させて成形品を成形する射出成形機において、誘導加熱装置を備えた加熱筒と、前記加熱筒の数よりも多い成形金型とが配設されているので、成形品１個あたりのエネルギー消費量と放熱量の削減を図ることができ、同じ生産能力の装置同士の比較において装置価格の低減または増加抑制を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施例１の射出成形機の作動を示す平面図である。
【図２】図２は、実施例１の射出成形機の射出装置の要部の断面図である。
【図３】図３は、実施例１の射出成形機の誘導加熱装置の要部の断面図である。
【図４】図４は、実施例１の射出成形機の作動を示す作動図である。
【図５】図５は、実施例２の射出成形機の作動を示す平面図である。
【図６】図６は、実施例３の射出成形機の作動を示す平面図である。
【図７】図７は、実施例４の射出成形機の作動を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は、射出装置の加熱筒内で材料を溶融し、そのまま加熱筒からの溶融した材料をスクリュにより成形金型のキャビティ内へ射出して固化させて成形品を成形するインライン式の射出成形機、または射出装置の加熱筒内で材料を溶融し、別の射出プランジャ装置を介して溶融した材料を成形金型のキャビティ内へ射出して固化させて成形品を成形するプリプラ（登録商標）式の射出成形機に用いられる。そして本発明では加熱筒の数は、成形金型の数よりも少なくなっているので、一般的な射出成形機を２台以上用いた場合と比較すると、成形品１個あたりのエネルギー消費量と放熱量の削減を図ることができる。また本発明では、射出装置の加熱筒に誘導加熱装置を備えているので、更に成形品１個あたりのエネルギー消費量と放熱量の削減を図ることができる。また誘導加熱装置は、電気ヒータと比較してコストが高い点が問題であったが、成形金型の数に対して加熱筒の数を減らすことができるので、装置価格の低減または増加抑制を図ることができる。
【実施例１】
【００１３】
図１に示されるように射出成形機１１の一方には型締装置１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃが一定の間隔を隔てて３基並んで固定的に配置されている。本実施形態の型締装置１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃは、縦型のものであって上盤と下盤のいずれか一方が固定盤、いずれか他方が可動盤となっている。型締装置１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃは、サーボモータによって作動するトグル装置か油圧型締シリンダで作動される。そして前記固定盤と可動盤には固定金型と可動金型からなる１個の成形金型１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃがそれぞれ取付けられている。そして成形金型１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃの側面には、パーティング射出用のノズルタッチ面と注入孔１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃが形成されている。なお型締装置１２については水平方向に可動盤が移動する一般的な横型型締装置でもよい。
【００１４】
射出成形機１１の他方には、前記３基の型締装置１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃの設置方向と平行にレール１０が敷設されている。そして前記レール１０の上には架台１５が移動可能に設けられている。そして前記架台１５の上には１基のインライン式の射出装置１６が前記架台１５の移動方向と直交する方向に移動可能に設けられている。射出装置１６には、ハウジングプレート１７と、図示しないプッシャプレート、バックプレートと、図示しない射出用サーボモータおよび計量用サーボモータ等が配置されている。また架台１５と射出装置１６の間にはリニアガイド等が配設されるとともに、射出装置１６を型締装置１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃに向けて前進または後進させるサーボモータまたは油圧シリンダからなる図示しないシフト装置（進退装置）が設けられている。なおシフト装置を射出装置１６に設け、型締装置１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃと係脱するようにしてもよい。また型締装置１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃと射出装置１６の駆動手段の全部、またはシフト装置等の一部駆動手段を除く駆動手段をサーボモータにより電動化することにより一層の消費電力の削減が可能である。
【００１５】
本発明の射出成形機１１については、型締装置１２の数は限定されず、射出装置１６についても３基の型締装置１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃに対して２基の射出装置が配設されているものでもよい。すなわち本発明の射出成形機１１は、射出装置１６の加熱筒２２の数よりも型締装置１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃおよび成形金型１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃの数の方が多いことが特徴となっている。そして射出成形機１１は、１基の射出装置に対して１基の型締装置が配置された一般的な射出成形機と比較すると、射出装置１６の数を減らすことができる。そして射出装置１６の数を減らすことができた結果、成形品１個あたりのエネルギー消費量と放熱量の削減を図ることができ、同じ生産能力の射出成形機同士の比較（比較対象は複数台の場合を含む）において射出成形機１１の価格の低減または増加抑制を図ることができる。
【００１６】
なお前記比較において一般的な射出成形機に多数個取り可能な大型成形金型を取付けることにより射出装置を１基にし、生産性を向上させることも考えられる。しかし大型成形金型は特殊仕様となり価格が急激に高くなる上に、大型成形金型を取付ける際には対応する型締装置も大型化するので射出成形機側の装置価格も高くなる。その結果、総生産個数が一定以上見込めない場合には、大型成形金型は減価償却の点で採用できない場合がある。また多数個取りを行う金型の場合、全てのキャビティで優れた成形品を成形するための調整が困難であり、薄物等で成形条件の厳しいものではその傾向は更に顕著になる。更にまたコア等を移動させるキャビティの多数個取り金型の場合、取り数に制限を受けたり、金型構造が複雑化しすぎるという問題もある。従って成形金型は余り大型化させず、成形金型の数を増加させるほうが好ましいことが多いのである。一方本発明では射出装置１６の射出工程の成形条件を成形金型１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ毎に設定できるので、成形金型１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ毎に異なる成形品を成形することも可能であり、多品種少量生産にも対応することができる。
【００１７】
図２に示されるように射出装置１６のハウジングプレート１７には、成形材料の落下口１８が設けられるとともに、ハウジングプレート１７を冷却する冷却媒体流路１９が設けられている。そして冷却媒体流路１９は、外部のホースを介して温調装置２０に接続されている。そして温調装置２０は、射出成形機１１の制御装置２１からか、または単独で制御されている。またハウジングプレート１７には、加熱筒２２が固定され、加熱筒２２の内部の内孔２３にはスクリュ２４が回転自在かつ前後進可能に設けられている。スクリュ２４は前部にスクリュヘッドと逆流防止弁が設けられ、前部からメタリングゾーン、コンプレッションゾーン、フィードゾーンの順にフライトが形成されている。
【００１８】
加熱筒２２の前部には、加熱筒の一部を構成するシリンダヘッド２５が固定され、シリンダヘッド２５の前部には、ノズル２６が固定されている。実施例１ではノズル２６は、図示はしないがシャットオフバルブ等が設けられ、閉塞可能なものが望ましい。そして加熱筒２２は、前方から順に前部ゾーン２７ａ、第１中部ゾーン２７ｂ、第２中部ゾーン２７ｃ、後部ゾーン２７ｄの４つの温度制御ゾーンに区分されている。またノズル２６については一つの温度制御ゾーンとなっている。なお加熱筒２２およびノズル２６の温度制御ゾーンの数は前記の数に限定されない。そして加熱筒２２の各温度制御ゾーン２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄにはそれぞれ熱電対２８が挿入固定され、熱電対２８により検出された温度は、射出成形機１１の制御装置２１へ信号として送られるようになっている。
【００１９】
実施例１で、各温度制御ゾーン２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄとノズル２６には、それぞれ誘導加熱装置２９が取付けられている。図３に拡大して示されるように誘導加熱装置２９は、加熱筒２２の外周に一定間隔隔てて円筒状の非導電体からなる外殻体３０が形成されている。そして加熱筒２２と前記外殻体３０の間には一定幅の空間が形成されている。また外殻体３０の回りに厚さ３〜１０ｍｍの非導電体の断熱材３１が巻かれている。そして前記断熱材３１の外周部にはウレタン等の絶縁層３２により絶縁されたコイル線３３が螺旋状に巻かれている。実施例１ではコイル線３３には、リッツ線が用いられている。また前記コイル線３３の両端は、それぞれコントローラ３４に接続されている。コントローラ３４は、各温度制御ゾーン２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄおよびノズル２６毎に設けられ、インバータ制御により前記コイル線３３に流される高周波電流（交流）の周波数または電流値の制御、またはＯＮ、ＯＦＦ等を行っている。従ってコントローラ３４は、射出成形機１１の制御装置２１に接続され、射出成形機１１の図示しない設定画面から入力された設定値や熱電対２８によって検出された温度が制御装置２１を介してコントローラ３４へ送られるようになっている。またコントローラ３４は、三相交流電流を整流および変換して各コントローラ３４へ供給する電源部３８と接続されている。
【００２０】
また図３に示されるように、誘導加熱装置２９の前記外殻体３０の両端には、断熱材３１の間または断熱材３１を貫通して管３５ａ，３５ｂが設けられている。そして前記管３５ａは高圧エアを送るブロアやコンプレッサ等の圧空供給源３６に接続されている。そして圧空供給源３６から管３５ａ、外殻体３０と加熱筒２２の間の空間、管３５ｂを経由するように空気流が送られるようになっている。また前記誘導加熱装置２９と他の誘導加熱装置２９の間には、互いの磁気による影響を避けるための緩衝材３７を設けても良い。なお前記外殻体３０によって形成された空間や圧空供給源３６等から形成される加熱筒２２の冷却促進装置は、加熱筒２２の温度を強制的に下げたい場合に使用されるが、必須ではなく、直接加熱筒２２に断熱材３１を巻いてもよい。特に後部ゾーン２７ｄは、ハウジングプレート１７によって冷却されるので必要がない場合も多い。また冷却促進装置を設ける場合、外殻体３０により空間を形成するのではなく、連通孔が多数設けられた断熱材やパイプを設けて圧空を流通させるようにしてもよい。また冷却促進装置へ送られるのは圧空に限定されず、他のガスや水等の液体であってもよい。また本発明に使用される誘導加熱装置は、誘導加熱により加熱筒を加熱するものであれば、他の構造および制御方式のものであってもよい。
【００２１】
「背景技術」の欄に記載したように誘導加熱装置２９は、電気ヒータと比較において消費電力（エネルギー消費量）が４０〜７０％と非常に少ない。これは誘導加熱装置２９のコイル線３３に高周波電流（交流）を流すことにより、導電体である加熱筒２２の内部に渦電流を発生させ、加熱筒２２自体をジュール熱により直接発熱させることができる点と、加熱筒２２の外側に比較的厚い断熱材３１を巻くことができる点による。そして誘導加熱装置２９は、断熱材３１により大気中への放熱が少ないので、より一層温暖化防止に寄与する。ただし価格の点では各温度制御ゾーン２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄおよびノズル２６毎に比較的高価なコントローラ３４を設ける必要があり不利である。従って実施例１では全ての各温度制御ゾーン２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄおよびノズル２６を誘導加熱装置２９により加熱する例を示したが、加熱筒２２等の一部を誘導加熱としてもよい。その場合、後部ゾーン２７ｄ（ハウジングプレート隣接ゾーン）は、ハウジングプレート１７の冷却により熱を奪われることと温度が低い材料が最初に供給されるために、加熱装置をＯＮにする時間が長いので、誘導加熱装置２９を設けることが特に望ましい。またノズル２６は、高温に保つ必要があるにもかかわらず成形金型１３に当接した際に成形金型１３によって熱を奪われるので誘導加熱装置２９を設けることが望ましい。前記以外では加熱筒２２の前部ゾーン２７ａは高温に保つ必要があるので、加熱筒２２の中部ゾーン２７ｂ，２７ｃよりも誘導加熱装置２９を設ける優先順位が高い。
【００２２】
なお実施例１の射出成形機１１では、３基の型締装置１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃに対して１基の射出装置１６が対応しているので、可塑化能力が比較的大きい射出装置１６（一例として型締装置１２Ａの型締力３０００ＫＮに対して、可塑化能力２００ｋｇ／ｈ以上）を用いることがより好ましい。しかし可塑化能力が比較的大きい射出装置１６であっても、一般的な射出成形機の射出装置と比較して温度制御ゾーンの数は同じゾーン数か１ゾーン〜２ゾーン程度多い程度である。また加熱筒２２の直径差による誘導加熱装置２９の価格差はそれほど大きくない。そして可塑化能力が比較的大きい射出装置１６にあっても、誘導加熱装置２９による後部ゾーン２７ｄの加熱が急速に行えるので後部ゾーン２７ｄの温度を安定化させることができる。
【００２３】
次に実施例１の射出成形機１１を用いた成形方法について説明する。図１に示されるように射出成形機１１の射出装置１６は、制御装置２１に記憶されたシーケンスに従い、それぞれ固定的に配設された型締装置１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃの各成形金型１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃの各注入孔１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃに対して１基の射出装置１６が移動して順次射出を行う。具体的には、図４に示されるように射出装置１６は、型締装置１２Ａのある成形金型である成形金型１３Ａに射出後、別の型締装置１２Ｂの成形金型１３Ｂへ向けて移動中（後退・横移動・前進を含む）に別の成形金型１３Ｂ用の溶融樹脂の計量工程が行われる。その間に型締装置１２Ｂでは前回の成形品の冷却が完了し、型開閉および取出と、再型締が行われる。そして射出装置１６が型締装置１２Ｂによって型締された成形金型１３Ｂにノズルタッチされると、ノズル２６のシャットオフバルブを開放し、成形金型１３Ｂのキャビティ内に射出が行われる。そして充填工程の後の保圧工程が完了すると、射出装置１６は再びノズル２６のシャットオフバルブを閉鎖した後に後退し、次の型締装置１２Ｃに向けて移動する。この移動の際にも同時に成形金型１３Ｃ用の溶融樹脂の計量工程が行なわれる。また型締装置１２Ｂのキャビティ内では次に射出装置１６がノズルタッチされるまでの間に冷却、型開後の取出し、型閉（型締を含む）が行われる。従って比較的冷却時間が長い成形品であっても余裕を持って成形することができる。なお射出装置１６の側からの保圧を加える時間が不足する場合は、型締装置１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃまたは成形金型１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃの側に保圧機能、キャビティ圧縮機能、およびガス供給機能の少なくとも一つを設けるようにしてもよい。
【００２４】
前記の実施例１の射出成形機１１を用いた成形方法では、射出装置１６を効率的に用いることができる。すなわち１基の射出装置に対して１基の型締装置が配置された一般的な射出成形機では、成形金型で成形品を冷却している間に計量工程が完了すると、射出装置の方は待ち状態となり、その待ち状態の間、加熱筒の温度を保つために電力を消費するし、加熱筒からも放熱が発生する。しかし本発明では前記待ち時間が少ないので電力消費量を節約することができ、放熱も減少させることができる。そして射出装置の加熱筒を誘導加熱装置により加熱することにより、更に電力消費量を削減と放熱量を削減することができる。また放熱量が減少することから、射出成形機１１が置かれているクリーンルーム等において作業環境を一定温度に保つ目的や夏場における温度上昇を抑える目的のためのエアコンの電力消費量もかなり節約することができる。
【実施例２】
【００２５】
次に図５に示される実施例２の射出成形機４１について説明する。射出成形機４１は、縦型の型締装置４２を有し、上盤または下盤のいずれか一方が固定盤、いずれか他方が可動盤となっている。そして下盤には４個の成形金型４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄが取付けられる回転盤４４が回転可能に取付けられている。実施例２での成形金型４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄは、上金型と下金型との組からなり、側面に注入孔５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄが設けられている。そして上金型は、上盤に対して第４ステージ４５ｄにおいて型開閉される際だけ図示しないチャック装置により保持されるようになっている。また前記型締装置４２の側方には、第１の射出装置４６が型締装置４２の第１ステージ４５ａへ向けて配置されている。また前記型締装置４２の別位置の側方には、第２の射出装置４７が第１の射出装置４６とは直交する角度に型締装置４２の第２ステージ４５ｂへ向けて配置されている。そしてこれらの第１の射出装置４６および第２の射出装置４７の加熱筒４８は、一部または全部が誘導加熱装置４９により加熱されるようになっている。
【００２６】
図５に示される実施例２の射出成形機４１による成形は、回転盤４４と成形金型４３Ａが第１の射出装置４６の前方の第１ステージ４５ａで型締されているときに、第１の射出装置４６が前進して注入孔５０Ａおよびノズルタッチ面にノズルタッチし、成形金型４３Ａのキャビティに誘導加熱装置４９を用いて加熱された第１の樹脂を射出する。そして回転盤４４を９０°回転させて、回転盤４４と成形金型４３Ａを第２の射出装置４７の前方の第２ステージ４５ｂへ移動させ再度型締を行う。次に第２の射出装置４７が前進して注入孔５０Ａ等にノズルタッチし、誘導加熱装置４９を用いて加熱された第２の樹脂を成形金型４３Ａのキャビティに射出する。一般的に第１の樹脂と第２の樹脂は異なる色のものや、一方が発泡樹脂等が用いられる。そして回転盤４４は９０°づつ第３ステージ４５ｃ、第４ステージ４５ｄへ間欠回転され、第４ステージ４５ｄで型開きされ成形品の取出しが行われる。なお前記成形金型４３Ａに続き、成形金型４３Ｄ，４３Ｃ，４３Ｂについても続いて第１の射出装置４６および第２の射出装置４７から順次それぞれの溶融樹脂の射出が行われる（第２の射出装置４７から成形金型４３Ａへの射出と並行して、第１の射出装置４６から成形金型４３Ｄへの射出が行われる）。従って射出装置４６，４７の数を成形金型４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄおよび注入孔５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄの数よりも減らすことが出来、射出装置４６，４７の作動効率がよい。
【００２７】
なお前記実施例２においても射出装置４６，４７の数は、成形金型４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄの数よりも少なければ限定されない。また成形金型の上型は、上盤に固定されたものでもよく、上型と下型の組合わせは、形状が異なるものでもよく、射出装置に対応していないステージでは上型がないものでもよい。また実施例２の射出成形機は、型締装置の可動盤が水平方向に移動し、回転盤の面が縦方向となるものでもよく、射出装置が縦方向に取付けられたものでもよい。
【実施例３】
【００２８】
次に図６に示される実施例３の射出成形機５１について説明する。実施例３の射出成形機５１は、ノズルタッチ用に前後進のみを行う１基の射出装置５２と、ベッド５３上の射出装置５２の前方の射出位置５３ａと取出位置５３ｂの間で往復移動可能な２基の縦型の型締装置５４Ａ，５４Ｂが設けられている。射出装置５２の加熱筒５５については、誘導加熱装置５６が一部または全部に用いられている。前記型締装置５４Ａ，５４Ｂについては、それぞれ１個の成形金型５７Ａ，５７Ｂが取付けられ縦方向に型締が行われる。成形金型５７Ａ，５７Ｂの側面にはキャビティへ溶融樹脂を注入する注入孔５８Ａ，５８Ｂが形成されている。なお縦型締装置５４Ａ，５４Ｂの数は限定されず、射出装置５２も成形金型５７Ａ，５７Ｂおよび注入孔５８Ａ，５８Ｂよりも数が少なければよい。また実施例３については、射出装置５２の前方の位置のみにメインの型締装置を固定的に設け、メインの型締装置に対して、比較的型締力が弱いサブの型締装置と成形金型の複数の組、または複数の成形金型のみが移動するようにしてもよい。また実施例３の射出成形機についても、型締装置の可動盤が水平方向に移動するものや、射出装置が縦方向に取付けられたものでもよい。
【実施例４】
【００２９】
次に図７に示される実施例４の射出成形機６１について説明する。実施例４の射出成形機６１は、型締装置６２の固定盤６３と可動盤６４の間に１個の成形金型６５が取付けられている。成形金型６５は、複数の注入孔６６Ａ，６６Ｂを有しており、前記複数の注入孔６６Ａ，６６Ｂからスプルブッシュやランナ等を介して溶融樹脂が注入されるキャビティ６７ａ，６７ｂが形成される。なお注入孔６６Ａ，６６Ｂの数は２以上であれば限定されない。またキャビティ６７ａ，６７ｂについては、１個以上であれば限定されず、１個のキャビティに複数の注入孔を有するものでもよい。一方射出装置６８については、実施例１と同様に一基が、前後進および横方向に移動可能に設けられている。そして射出装置６８の加熱筒６９には誘導加熱装置７０が設けられている。
【００３０】
そして射出成形機６１の成形時には、射出装置６８は、加熱筒６９の数よりも多い注入孔６６Ａ，６６Ｂのある注入孔である一方の注入孔６６Ａから射出した後、移動中に計量され、次に別の注入孔である注入孔６６Ｂに向けて移動してノズルタッチし射出を行う。なお実施例４については、射出装置、または射出装置の可塑化装置または射出プランジャ装置のみが複数設けられたものでもよい。また射出装置を固定または前後進のみするようにし、成形金型と複数の注入孔の側を移動させては、射出装置のノズルに当接させ、順次射出を行うものでもよい。
【実施例５】
【００３１】
第５の実施例については図示を省略するが、射出成形機の射出装置は、可塑化を行う可塑化装置と射出を行う射出プランジャ装置が別に設けられたプリプラ式のものまたはそれが応用されたものが使用されている。なお可塑化装置の数と射出プランジャ装置の数は対応しておらずにいずれか一方が１本で、いずれか他方が複数本でもよい。そして前記射出装置における可塑化装置または射出プランジャ装置の少なくとも一方には、誘導加熱装置が用いられている。なお実施例５についても、成形金型または注入孔の数に対して、射出装置の可塑化装置または射出プランジャ装置のいずれか一方の数を減らすことができる。従って従来の１基のプリプラ式の射出装置と１基の型締装置を設けた場合と比較して熱効率およびエネルギー効率がよい。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明の射出成形機について、使用される樹脂材料は限定されないが、一例としてポリカーボネート（ＰＣ）やポリフェニレン・サルファルド（ＰＰＳ）のような加熱筒温度が高温（一例として３００℃以上）の樹脂材料を用いた場合の方が省エネルギー効果が大きい。また成形品については比較的大型の成形品やレンズ等の長時間の冷却（熱硬化樹脂の場合は加熱）を行うものの方が省エネルギー効果が大きい。また成形材料については、樹脂材料以外に金属、セラミック等の各種の材料を使用した射出成形機であってもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１１，４１，５１，６１ 射出成形機
１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，４２，５４Ａ，５４Ｂ，６２ 型締装置
１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ ，４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄ，５７Ａ，５７Ｂ，６５ 成形金型
１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄ，５８Ａ，５８Ｂ，６６Ａ，６６Ｂ 注入孔
１６，４６，４７，５２，６８ 射出装置
２２，４８，５５，６９ 加熱筒
２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ 温度制御ゾーン
２９，４９，５６，７０ 誘導加熱装置
３１ 断熱材
３３ コイル線
３４ コントローラ
４４ 回転盤
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形に用いられる射出成形機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
射出成形機の分野においては、ランニングコストの削減と地球温暖化防止のための省エネルギー化がより一層重要な課題となっている。一般に射出成形機によって消費される電力消費量のうち半分以上（ハイサイクル成形で樹脂供給量の多いものでは７０％以上）は、加熱筒内で樹脂を溶融する際の加熱に使用されている。射出成形機の加熱筒の加熱手段としては特許文献１に記載のように抵抗加熱による電気ヒータを用いるものが一般的である。電気ヒータは、ヒータの価格が安いのが最大の利点であるが電力消費量が大きく、また加熱筒から外部へ放熱によるエネルギーロスが大きい点で問題があった。
【０００３】
前記問題を解決するための手段として特許文献２、特許文献３に記載されたものが知られている。特許文献２は、加熱筒の電気ヒータから放出された熱を回収し樹脂の乾燥機に使用するものである。しかし特許文献２の装置は、加熱筒の周囲に熱の回収用の管路を設ける必要があり、ブロアや管路のヒータが更に必要となり、それらが電力を消費する上に、装置が複雑になるという問題点があった。また特許文献３は、電気ヒータよりも電力消費量が少なくエネルギー効率に優れた加熱手段として誘導加熱を用いたものも知られている。しかし誘導加熱を用いるものは昇温方向への応答性とエネルギー効率に優れるものの、それぞれのゾーン毎に制御装置が必要となり、１ゾーン当たりのコストも高い点が問題であった。そのため前記コストが高い点がネックになりそれほど普及していないのが実情である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−５８４８１号公報（請求項１、図１）
【特許文献２】特開２００７−３１３６６４号公報（請求項１、図１）
【特許文献３】特開２００４−３１４４００号公報（請求項１、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明では上記の問題を鑑みて、成形品１個あたりのエネルギー消費量と放熱量の削減と、装置価格の低減または装置価格の増加抑制を図ることができる射出成形機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】
本発明の請求項１に記載の射出成形機は、射出装置の加熱筒内で材料を溶融し、溶融した材料を成形金型のキャビティ内で固化させて成形品を成形する射出成形機において、誘導加熱装置を備えた加熱筒と、前記加熱筒の数よりも多い成形金型または注入孔が配設されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明の請求項２に記載の射出成形機は、請求項１において、誘導加熱装置を備えた加熱筒を有する射出装置が、加熱筒の数よりも多い成形金型のうちのある成形金型から別の成形金型、または前記加熱筒の数よりも多い注入孔のうちのある注入孔から別の注入孔へ移動することを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項３に記載の射出成形機は、請求項１または請求項２において、加熱筒の数よりも多い成形金型または加熱筒の数よりも多い注入孔が、誘導加熱装置を備えた加熱筒を有する射出装置の前方へそれぞれ移動することを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項４に記載の射出成形機は、請求項３において、成形金型は、型締装置に設けられた回転盤に取付けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の射出成形機は、射出装置の加熱筒内で材料を溶融し、溶融した材料を成形金型のキャビティ内で固化させて成形品を成形する射出成形機において、誘導加熱装置を備えた加熱筒と、前記加熱筒の数よりも多い成形金型とが配設されているので、成形品１個あたりのエネルギー消費量と放熱量の削減を図ることができ、同じ生産能力の装置同士の比較において装置価格の低減または増加抑制を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施例１の射出成形機の作動を示す平面図である。
【図２】図２は、実施例１の射出成形機の射出装置の要部の断面図である。
【図３】図３は、実施例１の射出成形機の誘導加熱装置の要部の断面図である。
【図４】図４は、実施例１の射出成形機の作動を示す作動図である。
【図５】図５は、実施例２の射出成形機の作動を示す平面図である。
【図６】図６は、実施例３の射出成形機の作動を示す平面図である。
【図７】図７は、実施例４の射出成形機の作動を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は、射出装置の加熱筒内で材料を溶融し、そのまま加熱筒からの溶融した材料をスクリュにより成形金型のキャビティ内へ射出して固化させて成形品を成形するインライン式の射出成形機、または射出装置の加熱筒内で材料を溶融し、別の射出プランジャ装置を介して溶融した材料を成形金型のキャビティ内へ射出して固化させて成形品を成形するプリプラ（登録商標）式の射出成形機に用いられる。そして本発明では加熱筒の数は、成形金型の数よりも少なくなっているので、一般的な射出成形機を２台以上用いた場合と比較すると、成形品１個あたりのエネルギー消費量と放熱量の削減を図ることができる。また本発明では、射出装置の加熱筒に誘導加熱装置を備えているので、更に成形品１個あたりのエネルギー消費量と放熱量の削減を図ることができる。また誘導加熱装置は、電気ヒータと比較してコストが高い点が問題であったが、成形金型の数に対して加熱筒の数を減らすことができるので、装置価格の低減または増加抑制を図ることができる。
【実施例１】
【００１３】
図１に示されるように射出成形機１１の一方には型締装置１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃが一定の間隔を隔てて３基並んで固定的に配置されている。本実施形態の型締装置１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃは、縦型のものであって上盤と下盤のいずれか一方が固定盤、いずれか他方が可動盤となっている。型締装置１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃは、サーボモータによって作動するトグル装置か油圧型締シリンダで作動される。そして前記固定盤と可動盤には固定金型と可動金型からなる１個の成形金型１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃがそれぞれ取付けられている。そして成形金型１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃの側面には、パーティング射出用のノズルタッチ面と注入孔１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃが形成されている。なお型締装置１２については水平方向に可動盤が移動する一般的な横型型締装置でもよい。
【００１４】
射出成形機１１の他方には、前記３基の型締装置１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃの設置方向と平行にレール１０が敷設されている。そして前記レール１０の上には架台１５が移動可能に設けられている。そして前記架台１５の上には１基のインライン式の射出装置１６が前記架台１５の移動方向と直交する方向に移動可能に設けられている。射出装置１６には、ハウジングプレート１７と、図示しないプッシャプレート、バックプレートと、図示しない射出用サーボモータおよび計量用サーボモータ等が配置されている。また架台１５と射出装置１６の間にはリニアガイド等が配設されるとともに、射出装置１６を型締装置１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃに向けて前進または後進させるサーボモータまたは油圧シリンダからなる図示しないシフト装置（進退装置）が設けられている。なおシフト装置を射出装置１６に設け、型締装置１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃと係脱するようにしてもよい。また型締装置１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃと射出装置１６の駆動手段の全部、またはシフト装置等の一部駆動手段を除く駆動手段をサーボモータにより電動化することにより一層の消費電力の削減が可能である。
【００１５】
本発明の射出成形機１１については、型締装置１２の数は限定されず、射出装置１６についても３基の型締装置１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃに対して２基の射出装置が配設されているものでもよい。すなわち本発明の射出成形機１１は、射出装置１６の加熱筒２２の数よりも型締装置１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃおよび成形金型１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃの数の方が多いことが特徴となっている。そして射出成形機１１は、１基の射出装置に対して１基の型締装置が配置された一般的な射出成形機と比較すると、射出装置１６の数を減らすことができる。そして射出装置１６の数を減らすことができた結果、成形品１個あたりのエネルギー消費量と放熱量の削減を図ることができ、同じ生産能力の射出成形機同士の比較（比較対象は複数台の場合を含む）において射出成形機１１の価格の低減または増加抑制を図ることができる。
【００１６】
なお前記比較において一般的な射出成形機に多数個取り可能な大型成形金型を取付けることにより射出装置を１基にし、生産性を向上させることも考えられる。しかし大型成形金型は特殊仕様となり価格が急激に高くなる上に、大型成形金型を取付ける際には対応する型締装置も大型化するので射出成形機側の装置価格も高くなる。その結果、総生産個数が一定以上見込めない場合には、大型成形金型は減価償却の点で採用できない場合がある。また多数個取りを行う金型の場合、全てのキャビティで優れた成形品を成形するための調整が困難であり、薄物等で成形条件の厳しいものではその傾向は更に顕著になる。更にまたコア等を移動させるキャビティの多数個取り金型の場合、取り数に制限を受けたり、金型構造が複雑化しすぎるという問題もある。従って成形金型は余り大型化させず、成形金型の数を増加させるほうが好ましいことが多いのである。一方本発明では射出装置１６の射出工程の成形条件を成形金型１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ毎に設定できるので、成形金型１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ毎に異なる成形品を成形することも可能であり、多品種少量生産にも対応することができる。
【００１７】
図２に示されるように射出装置１６のハウジングプレート１７には、成形材料の落下口１８が設けられるとともに、ハウジングプレート１７を冷却する冷却媒体流路１９が設けられている。そして冷却媒体流路１９は、外部のホースを介して温調装置２０に接続されている。そして温調装置２０は、射出成形機１１の制御装置２１からか、または単独で制御されている。またハウジングプレート１７には、加熱筒２２が固定され、加熱筒２２の内部の内孔２３にはスクリュ２４が回転自在かつ前後進可能に設けられている。スクリュ２４は前部にスクリュヘッドと逆流防止弁が設けられ、前部からメタリングゾーン、コンプレッションゾーン、フィードゾーンの順にフライトが形成されている。
【００１８】
加熱筒２２の前部には、加熱筒の一部を構成するシリンダヘッド２５が固定され、シリンダヘッド２５の前部には、ノズル２６が固定されている。実施例１ではノズル２６は、図示はしないがシャットオフバルブ等が設けられ、閉塞可能なものが望ましい。そして加熱筒２２は、前方から順に前部ゾーン２７ａ、第１中部ゾーン２７ｂ、第２中部ゾーン２７ｃ、後部ゾーン２７ｄの４つの温度制御ゾーンに区分されている。またノズル２６については一つの温度制御ゾーンとなっている。なお加熱筒２２およびノズル２６の温度制御ゾーンの数は前記の数に限定されない。そして加熱筒２２の各温度制御ゾーン２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄにはそれぞれ熱電対２８が挿入固定され、熱電対２８により検出された温度は、射出成形機１１の制御装置２１へ信号として送られるようになっている。
【００１９】
実施例１で、各温度制御ゾーン２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄとノズル２６には、それぞれ誘導加熱装置２９が取付けられている。図３に拡大して示されるように誘導加熱装置２９は、加熱筒２２の外周に一定間隔隔てて円筒状の非導電体からなる外殻体３０が形成されている。そして加熱筒２２と前記外殻体３０の間には一定幅の空間が形成されている。また外殻体３０の回りに厚さ３〜１０ｍｍの非導電体の断熱材３１が巻かれている。そして前記断熱材３１の外周部にはウレタン等の絶縁層３２により絶縁されたコイル線３３が螺旋状に巻かれている。実施例１ではコイル線３３には、リッツ線が用いられている。また前記コイル線３３の両端は、それぞれコントローラ３４に接続されている。コントローラ３４は、各温度制御ゾーン２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄおよびノズル２６毎に設けられ、インバータ制御により前記コイル線３３に流される高周波電流（交流）の周波数または電流値の制御、またはＯＮ、ＯＦＦ等を行っている。従ってコントローラ３４は、射出成形機１１の制御装置２１に接続され、射出成形機１１の図示しない設定画面から入力された設定値や熱電対２８によって検出された温度が制御装置２１を介してコントローラ３４へ送られるようになっている。またコントローラ３４は、三相交流電流を整流および変換して各コントローラ３４へ供給する電源部３８と接続されている。
【００２０】
また図３に示されるように、誘導加熱装置２９の前記外殻体３０の両端には、断熱材３１の間または断熱材３１を貫通して管３５ａ，３５ｂが設けられている。そして前記管３５ａは高圧エアを送るブロアやコンプレッサ等の圧空供給源３６に接続されている。そして圧空供給源３６から管３５ａ、外殻体３０と加熱筒２２の間の空間、管３５ｂを経由するように空気流が送られるようになっている。また前記誘導加熱装置２９と他の誘導加熱装置２９の間には、互いの磁気による影響を避けるための緩衝材３７を設けても良い。なお前記外殻体３０によって形成された空間や圧空供給源３６等から形成される加熱筒２２の冷却促進装置は、加熱筒２２の温度を強制的に下げたい場合に使用されるが、必須ではなく、直接加熱筒２２に断熱材３１を巻いてもよい。特に後部ゾーン２７ｄは、ハウジングプレート１７によって冷却されるので必要がない場合も多い。また冷却促進装置を設ける場合、外殻体３０により空間を形成するのではなく、連通孔が多数設けられた断熱材やパイプを設けて圧空を流通させるようにしてもよい。また冷却促進装置へ送られるのは圧空に限定されず、他のガスや水等の液体であってもよい。また本発明に使用される誘導加熱装置は、誘導加熱により加熱筒を加熱するものであれば、他の構造および制御方式のものであってもよい。
【００２１】
「背景技術」の欄に記載したように誘導加熱装置２９は、電気ヒータと比較において消費電力（エネルギー消費量）が４０〜７０％と非常に少ない。これは誘導加熱装置２９のコイル線３３に高周波電流（交流）を流すことにより、導電体である加熱筒２２の内部に渦電流を発生させ、加熱筒２２自体をジュール熱により直接発熱させることができる点と、加熱筒２２の外側に比較的厚い断熱材３１を巻くことができる点による。そして誘導加熱装置２９は、断熱材３１により大気中への放熱が少ないので、より一層温暖化防止に寄与する。ただし価格の点では各温度制御ゾーン２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄおよびノズル２６毎に比較的高価なコントローラ３４を設ける必要があり不利である。従って実施例１では全ての各温度制御ゾーン２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄおよびノズル２６を誘導加熱装置２９により加熱する例を示したが、加熱筒２２等の一部を誘導加熱としてもよい。その場合、後部ゾーン２７ｄ（ハウジングプレート隣接ゾーン）は、ハウジングプレート１７の冷却により熱を奪われることと温度が低い材料が最初に供給されるために、加熱装置をＯＮにする時間が長いので、誘導加熱装置２９を設けることが特に望ましい。またノズル２６は、高温に保つ必要があるにもかかわらず成形金型１３に当接した際に成形金型１３によって熱を奪われるので誘導加熱装置２９を設けることが望ましい。前記以外では加熱筒２２の前部ゾーン２７ａは高温に保つ必要があるので、加熱筒２２の中部ゾーン２７ｂ，２７ｃよりも誘導加熱装置２９を設ける優先順位が高い。
【００２２】
なお実施例１の射出成形機１１では、３基の型締装置１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃに対して１基の射出装置１６が対応しているので、可塑化能力が比較的大きい射出装置１６（一例として型締装置１２Ａの型締力３０００ＫＮに対して、可塑化能力２００ｋｇ／ｈ以上）を用いることがより好ましい。しかし可塑化能力が比較的大きい射出装置１６であっても、一般的な射出成形機の射出装置と比較して温度制御ゾーンの数は同じゾーン数か１ゾーン〜２ゾーン程度多い程度である。また加熱筒２２の直径差による誘導加熱装置２９の価格差はそれほど大きくない。そして可塑化能力が比較的大きい射出装置１６にあっても、誘導加熱装置２９による後部ゾーン２７ｄの加熱が急速に行えるので後部ゾーン２７ｄの温度を安定化させることができる。
【００２３】
次に実施例１の射出成形機１１を用いた成形方法について説明する。図１に示されるように射出成形機１１の射出装置１６は、制御装置２１に記憶されたシーケンスに従い、それぞれ固定的に配設された型締装置１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃの各成形金型１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃの各注入孔１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃに対して１基の射出装置１６が移動して順次射出を行う。具体的には、図４に示されるように射出装置１６は、型締装置１２Ａのある成形金型である成形金型１３Ａに射出後、別の型締装置１２Ｂの成形金型１３Ｂへ向けて移動中（後退・横移動・前進を含む）に別の成形金型１３Ｂ用の溶融樹脂の計量工程が行われる。その間に型締装置１２Ｂでは前回の成形品の冷却が完了し、型開閉および取出と、再型締が行われる。そして射出装置１６が型締装置１２Ｂによって型締された成形金型１３Ｂにノズルタッチされると、ノズル２６のシャットオフバルブを開放し、成形金型１３Ｂのキャビティ内に射出が行われる。そして充填工程の後の保圧工程が完了すると、射出装置１６は再びノズル２６のシャットオフバルブを閉鎖した後に後退し、次の型締装置１２Ｃに向けて移動する。この移動の際にも同時に成形金型１３Ｃ用の溶融樹脂の計量工程が行なわれる。また型締装置１２Ｂのキャビティ内では次に射出装置１６がノズルタッチされるまでの間に冷却、型開後の取出し、型閉（型締を含む）が行われる。従って比較的冷却時間が長い成形品であっても余裕を持って成形することができる。なお射出装置１６の側からの保圧を加える時間が不足する場合は、型締装置１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃまたは成形金型１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃの側に保圧機能、キャビティ圧縮機能、およびガス供給機能の少なくとも一つを設けるようにしてもよい。
【００２４】
前記の実施例１の射出成形機１１を用いた成形方法では、射出装置１６を効率的に用いることができる。すなわち１基の射出装置に対して１基の型締装置が配置された一般的な射出成形機では、成形金型で成形品を冷却している間に計量工程が完了すると、射出装置の方は待ち状態となり、その待ち状態の間、加熱筒の温度を保つために電力を消費するし、加熱筒からも放熱が発生する。しかし本発明では前記待ち時間が少ないので電力消費量を節約することができ、放熱も減少させることができる。そして射出装置の加熱筒を誘導加熱装置により加熱することにより、更に電力消費量を削減と放熱量を削減することができる。また放熱量が減少することから、射出成形機１１が置かれているクリーンルーム等において作業環境を一定温度に保つ目的や夏場における温度上昇を抑える目的のためのエアコンの電力消費量もかなり節約することができる。
【実施例２】
【００２５】
次に図５に示される実施例２の射出成形機４１について説明する。射出成形機４１は、縦型の型締装置４２を有し、上盤または下盤のいずれか一方が固定盤、いずれか他方が可動盤となっている。そして下盤には４個の成形金型４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄが取付けられる回転盤４４が回転可能に取付けられている。実施例２での成形金型４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄは、上金型と下金型との組からなり、側面に注入孔５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄが設けられている。そして上金型は、上盤に対して第４ステージ４５ｄにおいて型開閉される際だけ図示しないチャック装置により保持されるようになっている。また前記型締装置４２の側方には、第１の射出装置４６が型締装置４２の第１ステージ４５ａへ向けて配置されている。また前記型締装置４２の別位置の側方には、第２の射出装置４７が第１の射出装置４６とは直交する角度に型締装置４２の第２ステージ４５ｂへ向けて配置されている。そしてこれらの第１の射出装置４６および第２の射出装置４７の加熱筒４８は、一部または全部が誘導加熱装置４９により加熱されるようになっている。
【００２６】
図５に示される実施例２の射出成形機４１による成形は、回転盤４４と成形金型４３Ａが第１の射出装置４６の前方の第１ステージ４５ａで型締されているときに、第１の射出装置４６が前進して注入孔５０Ａおよびノズルタッチ面にノズルタッチし、成形金型４３Ａのキャビティに誘導加熱装置４９を用いて加熱された第１の樹脂を射出する。そして回転盤４４を９０°回転させて、回転盤４４と成形金型４３Ａを第２の射出装置４７の前方の第２ステージ４５ｂへ移動させ再度型締を行う。次に第２の射出装置４７が前進して注入孔５０Ａ等にノズルタッチし、誘導加熱装置４９を用いて加熱された第２の樹脂を成形金型４３Ａのキャビティに射出する。一般的に第１の樹脂と第２の樹脂は異なる色のものや、一方が発泡樹脂等が用いられる。そして回転盤４４は９０°づつ第３ステージ４５ｃ、第４ステージ４５ｄへ間欠回転され、第４ステージ４５ｄで型開きされ成形品の取出しが行われる。なお前記成形金型４３Ａに続き、成形金型４３Ｄ，４３Ｃ，４３Ｂについても続いて第１の射出装置４６および第２の射出装置４７から順次それぞれの溶融樹脂の射出が行われる（第２の射出装置４７から成形金型４３Ａへの射出と並行して、第１の射出装置４６から成形金型４３Ｄへの射出が行われる）。従って射出装置４６，４７の数を成形金型４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄおよび注入孔５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄの数よりも減らすことが出来、射出装置４６，４７の作動効率がよい。
【００２７】
なお前記実施例２においても射出装置４６，４７の数は、成形金型４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄの数よりも少なければ限定されない。また成形金型の上型は、上盤に固定されたものでもよく、上型と下型の組合わせは、形状が異なるものでもよく、射出装置に対応していないステージでは上型がないものでもよい。また実施例２の射出成形機は、型締装置の可動盤が水平方向に移動し、回転盤の面が縦方向となるものでもよく、射出装置が縦方向に取付けられたものでもよい。
【実施例３】
【００２８】
次に図６に示される実施例３の射出成形機５１について説明する。実施例３の射出成形機５１は、ノズルタッチ用に前後進のみを行う１基の射出装置５２と、ベッド５３上の射出装置５２の前方の射出位置５３ａと取出位置５３ｂの間で往復移動可能な２基の縦型の型締装置５４Ａ，５４Ｂが設けられている。射出装置５２の加熱筒５５については、誘導加熱装置５６が一部または全部に用いられている。前記型締装置５４Ａ，５４Ｂについては、それぞれ１個の成形金型５７Ａ，５７Ｂが取付けられ縦方向に型締が行われる。成形金型５７Ａ，５７Ｂの側面にはキャビティへ溶融樹脂を注入する注入孔５８Ａ，５８Ｂが形成されている。なお縦型締装置５４Ａ，５４Ｂの数は限定されず、射出装置５２も成形金型５７Ａ，５７Ｂおよび注入孔５８Ａ，５８Ｂよりも数が少なければよい。また実施例３については、射出装置５２の前方の位置のみにメインの型締装置を固定的に設け、メインの型締装置に対して、比較的型締力が弱いサブの型締装置と成形金型の複数の組、または複数の成形金型のみが移動するようにしてもよい。また実施例３の射出成形機についても、型締装置の可動盤が水平方向に移動するものや、射出装置が縦方向に取付けられたものでもよい。
【実施例４】
【００２９】
次に図７に示される実施例４の射出成形機６１について説明する。実施例４の射出成形機６１は、型締装置６２の固定盤６３と可動盤６４の間に１個の成形金型６５が取付けられている。成形金型６５は、複数の注入孔６６Ａ，６６Ｂを有しており、前記複数の注入孔６６Ａ，６６Ｂからスプルブッシュやランナ等を介して溶融樹脂が注入されるキャビティ６７ａ，６７ｂが形成される。なお注入孔６６Ａ，６６Ｂの数は２以上であれば限定されない。またキャビティ６７ａ，６７ｂについては、１個以上であれば限定されず、１個のキャビティに複数の注入孔を有するものでもよい。一方射出装置６８については、実施例１と同様に一基が、前後進および横方向に移動可能に設けられている。そして射出装置６８の加熱筒６９には誘導加熱装置７０が設けられている。
【００３０】
そして射出成形機６１の成形時には、射出装置６８は、加熱筒６９の数よりも多い注入孔６６Ａ，６６Ｂのある注入孔である一方の注入孔６６Ａから射出した後、移動中に計量され、次に別の注入孔である注入孔６６Ｂに向けて移動してノズルタッチし射出を行う。なお実施例４については、射出装置、または射出装置の可塑化装置または射出プランジャ装置のみが複数設けられたものでもよい。また射出装置を固定または前後進のみするようにし、成形金型と複数の注入孔の側を移動させては、射出装置のノズルに当接させ、順次射出を行うものでもよい。
【実施例５】
【００３１】
第５の実施例については図示を省略するが、射出成形機の射出装置は、可塑化を行う可塑化装置と射出を行う射出プランジャ装置が別に設けられたプリプラ式のものまたはそれが応用されたものが使用されている。なお可塑化装置の数と射出プランジャ装置の数は対応しておらずにいずれか一方が１本で、いずれか他方が複数本でもよい。そして前記射出装置における可塑化装置または射出プランジャ装置の少なくとも一方には、誘導加熱装置が用いられている。なお実施例５についても、成形金型または注入孔の数に対して、射出装置の可塑化装置または射出プランジャ装置のいずれか一方の数を減らすことができる。従って従来の１基のプリプラ式の射出装置と１基の型締装置を設けた場合と比較して熱効率およびエネルギー効率がよい。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明の射出成形機について、使用される樹脂材料は限定されないが、一例としてポリカーボネート（ＰＣ）やポリフェニレン・サルファルド（ＰＰＳ）のような加熱筒温度が高温（一例として３００℃以上）の樹脂材料を用いた場合の方が省エネルギー効果が大きい。また成形品については比較的大型の成形品やレンズ等の長時間の冷却（熱硬化樹脂の場合は加熱）を行うものの方が省エネルギー効果が大きい。また成形材料については、樹脂材料以外に金属、セラミック等の各種の材料を使用した射出成形機であってもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１１，４１，５１，６１ 射出成形機
１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，４２，５４Ａ，５４Ｂ，６２ 型締装置
１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ ，４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄ，５７Ａ，５７Ｂ，６５ 成形金型
１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄ，５８Ａ，５８Ｂ，６６Ａ，６６Ｂ 注入孔
１６，４６，４７，５２，６８ 射出装置
２２，４８，５５，６９ 加熱筒
２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ 温度制御ゾーン
２９，４９，５６，７０ 誘導加熱装置
３１ 断熱材
３３ コイル線
３４ コントローラ
４４ 回転盤
【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出装置の加熱筒内で材料を溶融し、溶融した材料を成形金型のキャビティ内で固化させて成形品を成形する射出成形機において、
誘導加熱装置を備えた加熱筒と、前記加熱筒の数よりも多い成形金型または前記加熱筒の数よりも多い注入孔が配設されていることを特徴とする射出成形機。
【請求項２】
前記誘導加熱装置を備えた加熱筒を有する射出装置が、前記加熱筒の数よりも多い成形金型のうちのある成形金型から別の成形金型、または前記加熱筒の数よりも多い注入孔のうちのある注入孔から別の注入孔へ移動す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】
前記加熱筒の数よりも多い成形金型または加熱筒の数よりも多い注入孔が、誘導加熱装置を備えた加熱筒を有する射出装置の前方へそれぞれ移動することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の射出成形機。
【請求項４】
前記成形金型は、型締装置に設けられた回転盤に取付けられていることを特徴とする請求項３に記載の射出成形機。
【請求項１】
射出装置の加熱筒内で材料を溶融し、溶融した材料を成形金型のキャビティ内で固化させて成形品を成形する射出成形機において、
誘導加熱装置を備えた加熱筒と、前記加熱筒の数よりも多い成形金型または前記加熱筒の数よりも多い注入孔が配設されていることを特徴とする射出成形機。
【請求項２】
前記誘導加熱装置を備えた加熱筒を有する射出装置が、前記加熱筒の数よりも多い成形金型のうちのある成形金型から別の成形金型、または前記加熱筒の数よりも多い注入孔のうちのある注入孔から別の注入孔へ移動す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】
前記加熱筒の数よりも多い成形金型または加熱筒の数よりも多い注入孔が、誘導加熱装置を備えた加熱筒を有する射出装置の前方へそれぞれ移動することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の射出成形機。
【請求項４】
前記成形金型は、型締装置に設けられた回転盤に取付けられていることを特徴とする請求項３に記載の射出成形機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−１７９５７４（Ｐ２０１０−１７９５７４Ａ）
【公開日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５４８０（Ｐ２００９−２５４８０）
【出願日】平成２１年２月６日（２００９．２．６）
【出願人】（０００１５５１５９）株式会社名機製作所 (255)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月６日（２００９．２．６）
【出願人】（０００１５５１５９）株式会社名機製作所 (255)
【Ｆターム（参考）】
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