射出成形金型のマニホールド装置および射出成形方法
【課題】各種金型に対して共用することができる射出成形金型のマニホールド装置を提供する。
【解決手段】射出成形金型のマニホールド装置は、ノズル受け部１６を通過してきた樹脂材料が流通する１次ランナー１８を有するマニホールド部１５を備えている。さらにマニホールド部１５は、１次ランナー１８の下流側が分配されて接続される複数個の樹脂出口部１９を備えている。そして、複数個の樹脂出口部１９の中から選択された少なくとも１個の樹脂出口部１９が、キャビティ３０のゲート３１に連通する固定金型１０の２次ランナー２１に接続されることにより、１次ランナー１８と２次ランナー２１とが連通する。
【解決手段】射出成形金型のマニホールド装置は、ノズル受け部１６を通過してきた樹脂材料が流通する１次ランナー１８を有するマニホールド部１５を備えている。さらにマニホールド部１５は、１次ランナー１８の下流側が分配されて接続される複数個の樹脂出口部１９を備えている。そして、複数個の樹脂出口部１９の中から選択された少なくとも１個の樹脂出口部１９が、キャビティ３０のゲート３１に連通する固定金型１０の２次ランナー２１に接続されることにより、１次ランナー１８と２次ランナー２１とが連通する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂の射出成形金型に用いられるマニホールド装置および射出成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の射出成形金型のマニホールド装置としては、例えば特許文献１に記載のものが知られている。この種のマニホールド装置は、射出成形金型によって製作される成形品のゲートの位置、個数等に適合する形態のランナーを有しており、このランナーを通じて金型のキャビティに適正な条件で溶融樹脂を供給できるようになっている。
【特許文献１】特開２００２−１１７６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、成形品によってはゲートの位置および個数が様々であるため、所定のゲートに樹脂を適正な成形条件で供給するためには、マニホールド装置をその金型に合わせて設計しなければならない。すなわち、金型のゲートの個数および位置に適合するランナーを有するように、金型毎にマニホールド装置を個別に製作する必要があった。したがって、金型毎にマニホールド装置が必要になるため、マニホールド装置の製作コストや管理コストを要するという問題があった。
【０００４】
そこで、本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、その目的は各種形態の金型に対して共用できる射出成形金型のマニホールド装置およびこれを用いた射出成形方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。すなわち、第１の発明は、樹脂注入口（１６）から流入した樹脂材料が流通する１次ランナー（１８）を有し、成形機に固定される固定側取付け板（１４）に取り付けられるマニホールド部（１５）を備える射出成形金型のマニホールド装置に係る発明であって、
さらにマニホールド部は、１次ランナーの下流側が分配されて接続される複数個の樹脂出口部（１９）を備え、複数個の樹脂出口部の中から選択された少なくとも１個の樹脂出口部が、固定金型（１０）と可動金型（４０）との間に形成されるキャビティ（３０）のゲート（３１）に連通する固定金型の２次ランナー（２１）に接続されることにより、１次ランナーと２次ランナーとが連通することを特徴とする。
【０００６】
この発明によれば、１次ランナーに連通している樹脂出口部が複数個設けられていることにより、様々なゲート位置に対して連通可能な１次ランナーを提供することができる。このため、金型毎に対応するマニホールド部を製作する必要やマニホールド部を取り替える必要がなく、あらゆる金型に対して適用可能な共用部材であるマニホールド装置が得られる。したがって、マニホールド装置の製作コスト、管理コストおよび工程費用を低減することができ、また装置の軽量化も図れる。
【０００７】
また、複数個の樹脂出口部は、所定の間隔を設けて配列されていることが好ましい。この発明によれば、各樹脂出口部は他の樹脂出口部に対して所定の間隔で設けられるため、任意の複数の樹脂出口部間の距離は、当該所定の間隔の倍数となる。したがって、ゲート位置に対応する樹脂出口部の決定は、当該所定の間隔を基準として算出することにより容易に実施できる。
【０００８】
さらに、マニホールド装置は、複数個の樹脂出口部が形成されたブロック材（２０）の位置を変位させる位置変更手段を備えることが好ましい。この発明によれば、位置変更手段を備えることにより、キャビティのゲートに対する樹脂出口部の位置の移動が可能であるため、製造工程においてゲート位置に対する樹脂出口部の位置ずれが生じた場合に、位置の調整が行え、よりマニホールド装置の共用性を向上することができる。
【０００９】
第２の発明は、射出成形機内の樹脂材料を、マニホールド部（１５）に設けられた１次ランナー（１８）に流通させ、さらに、１次ランナー（１８）と固定金型（１０）に設けられた２次ランナー（２１）とを接続する樹脂出口部（１９）を介して２次ランナーに流入させ、２次ランナー（２１）を経由してキャビティ（３０）に流入させた後、冷却固化して成形する射出成形方法に係る発明であって、
当該樹脂出口部（１９）は１次ランナーの下流側が分配されて接続される複数個の開口部であり、
１次ランナー（１８）と２次ランナー（２１）とを接続するときに、複数個の樹脂出口部（１９）の位置を変位させ、複数個の樹脂出口部（１９）のうちの少なくとも１個の樹脂出口部を２次ランナー（２１）に合わせて接続することを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、キャビティのゲート位置に対する樹脂出口部の位置を調整して１次ランナーと２次ランナーを連通させる工程を備えることにより、製造工程においてキャビティのゲート位置に対する樹脂出口部の位置ずれが生じた場合に、工程の中で柔軟に対応することができるので、２次ランナーの位置についての設計自由度を向上することができるとともに、第１の発明と同様にマニホールド装置の製作コスト、管理コストおよび工程費用を低減することができる。
【００１１】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図を参照して説明する。図１は本実施形態の射出成形用金型を示した断面図である。図１に示すように、本射出成形用金型はホットランナー式の金型であり、大きく分けて固定金型１０と可動金型４０とからなる。固定金型１０および可動金型４０は、互いに開閉する構造であり、型締め時に複数の製品のキャビティを内部に形成するものである。本実施形態の金型は一度の型締めおよび型開きにより２個の射出成形品を同時に成形できるものである。本ホットランナーは、通路を機械的に開閉する機構をもつ弁ゲート方式であり、弁を閉じる力としては、ばね、空圧、油圧等を用いることができる。また、加熱方式はランナーを外側から加熱する外部加熱方式であり、射出成形機のノズルタッチ部からゲート３１に至るまでの間の通路の全部または一部が加熱される。
【００１３】
固定金型１０は、製品の外面を形成する固定側型板１１と、この固定側型板１１の背面に取り付けられた固定側受け板１２と、この固定側受け板１２の背面にスペーサブロック１３を介して取り付けられ射出成形機の固定側プラテンに取り付けられる固定側取付け板１４と、固定側受け板１２と固定側取付け板１４との間に設けられたマニホールド部１５と、を備えている。本実施形態でいう射出成形金型のマニホールド装置は、マニホールド部１５に相当する。
【００１４】
詳細は後述するが、本マニホールド装置においては、樹脂注入口と連通する１次ランナー１８とゲート３１に連通する２次ランナー２１とを接続するために、複数個の樹脂出口部１９の中から１次ランナー１８と２次ランナー２１を連通させる樹脂出口部１９が選択される。そして、選択された樹脂出口部１９にはすでに１次ランナー１８が接続されているため、選択された樹脂出口部１９に接続可能な２次ランナー２１を形成した固定金型１０と、本マニホールド装置とを組み合わせれば、１次ランナー１８と２次ランナー２１が樹脂出口部１９を介して連通することになる。これにより、本マニホールド装置は、成形品に個別の金型に対応するために金型毎に個別に製作する必要がなく、各種形態の金型に対して共用することができるという特徴がある。
【００１５】
固定側取付け板１４には、射出成形機のノズル５８が接続される樹脂注入口としてのノズル受け部１６が設けられている。マニホールド部１５には、型締めおよび型開き方向に延設され、ノズル受け部１６に連通するスプルー１７が形成されているとともに、このスプレー１７から分岐する２個の１次ランナー１８が形成されている。１次ランナー１８は、成形品を形成する樹脂材料が射出成形機によって樹脂注入口から流入した後、キャビティ３０に向けて流れる材料通路である。
【００１６】
そして、１次ランナー１８の下流側には、１次ランナー１８を流通する樹脂材料をキャビティ３０側に向けて流出するために、複数個の樹脂出口部１９のそれぞれが接続されている。スプルー１７から分岐した１次ランナー１８は、さらに下流側で分岐し、それぞれの分岐された通路が樹脂出口部１９に接続されるため、すべての樹脂出口部１９に１次ランナー１８がつながることになる。複数個の樹脂出口部１９は、マニホールド部１５の固定側受け板１２側に設けられた板材状の樹脂分配用ブロック材２０を貫通する穴部である。複数個の樹脂出口部１９は、各樹脂出口部１９の中心点が横方向（第１の座標軸であるＸ軸方向）には所定距離Ｐ１の間隔で、縦方向（第２の座標軸であるＹ軸方向）には所定距離Ｐ２の間隔となるように、碁盤目状の所定の位置に配置されている（図３参照）。所定距離Ｐ１およびＰ２は、扱う成形品５５の大きさ、形状等によって定められるが、例えば、６０ｍｍ、３０ｍｍとされる。また、樹脂出口部１９は、可動金型４０側に向けて突出する蛸壺状部５０に開口された穴部である。
【００１７】
さらに複数個の樹脂出口部１９は、固定側型板１１に形成される材料通路であって樹脂材料が流通する２次ランナー２１に接続されている。２次ランナー２１は、樹脂出口部１９から流出した樹脂材料がキャビティ３０のゲート３１に到達するまでに通る材料通路である。２次ランナー２１は、固定側型板１１に埋め込まれたブッシュによって形成されており、ブッシュの内部に形成される通路が樹脂出口部１９とゲート３１を連通するように接続している。
【００１８】
可動金型４０は、製品の内面を形成する可動側型板４１と、この可動側型板４１の背面に取り付けられた可動側受け板４２と、この可動側受け板４２の背面にスペーサブロック４３を介して取り付けられた射出成形機の可動側プラテンに取り付けられる可動側取付け板４４と、を備えている。さらに、可動側取付け板４４と可動側受け板４２との間には、これに対して相対的に移動する突き出し板４５が設けられ、この突き出し板４５には突き出しピン４６が固定されている。突き出しピン４６は可動側受け板４２および可動側型板４１を摺動自在に貫通し、その先端がキャビティ３０に臨んで位置している。
【００１９】
次に、各種形態の金型に対して共用化部材である本マニホールド装置に、固定金型１０を適用する手法について説明する。図２は、複数個の樹脂出口部１９の中から選択された樹脂出口部１９が開放され、選択されていない樹脂出口部１９が閉じられる機構を説明する部分断面図である。なお、図２は、後述する図６の二点鎖線で囲んだ部位を主に拡大して示したものである。
【００２０】
図２に示すように、樹脂分配用ブロック材２０には、各樹脂出口部１９の開口部を開閉する弁５３が設けられている。この弁５３は、分岐された１次ランナー１８と樹脂出口部１９とをつなぐすべての通路に設けられている。弁５３は、ばね５４の付勢力と外力とを受けて摺動するものであり、通常の外力が働いていないときは樹脂出口部１９を閉じる位置にある。つまり、どの樹脂出口部１９からも、２次ランナー２１が接続された場合、樹脂材料を２次ランナー２１に流入させることができる。
【００２１】
固定側型板１１には、キャビティ３０への樹脂材料流入部であるゲート３１に連通する２次ランナー２１が形成されている。２次ランナー２１の樹脂分配用ブロック材２０側には２次ランナー流入口５１が開口され、先端が２次ランナー流入口５１を貫通して弁５３ａ側に突出するピン状部材５２が設けられている。樹脂分配用ブロック材２０と固定側型板１１が一体化した状態では、２次ランナー流入口５１の内壁面は樹脂出口部１９が開口された蛸壺状部５０の外表面と密着し、ピン状部材５２の先端が弁５３ａの先端を押し下げるようになる。２次ランナー流入口５１の内壁面が形成する曲率半径は、蛸壺状部５０の外表面よりも若干大きくなっており、これにより両方の面の密着性が確保されている。共用化部材である本マニホールド装置に対して、固定側型板１１をこのように設計することによって、ゲート３１と１次ランナー１８とを連通する樹脂流通路を確保することができる。
【００２２】
図２に示す弁５３ｂは、ばね５４ｂが通常状態の長さになっていることにより、固定側型板１１側に押し上げられて樹脂出口部１９ｂの内周面に内接し、樹脂出口部１９ｂを閉じている状態である。また、この樹脂出口部１９ｂには、２次ランナー２１に連通する２次ランナー流入口５１はタッチしていない。一方、樹脂出口部１９ａには、２次ランナー２１に連通する２次ランナー流入口５１がタッチしている。図２に示す弁５３ａは、樹脂出口部１９が開放されている状態である。弁５３ａが固定側型板１１に設けられたピン状部材５２によって押されることにより、ばね５４ａが縮んで、弁５３ａは押し下げられて樹脂出口部１９ａの内周面との間に隙間を形成する。この隙間によって、１次ランナー１８と２次ランナー２１とが連通するようになり、１次ランナー１８を流れてきた樹脂材料は、樹脂出口部１９ａを経て２次ランナー２１を通過し、ゲート３１に至るようになる。
【００２３】
次に、樹脂出口部１９を備える樹脂分配用ブロック材２０が変位可能に構成されている場合について説明する。この場合、マニホールド装置は、樹脂分配用ブロック材２０の位置を変位させる位置変更手段を備えている。図３は、複数の樹脂出口部の位置と成形品５５のゲート５５ａ，５５ｂとの位置関係を説明する図である。図３において、二点鎖線は成形品５５の外形を表し、黒丸はキャビティのゲートの位置を表しており、成形品５５およびゲートはマニホールド装置側に投影して表されている。また、図３において、右方向はＸ軸方向であり、上方向はＹ軸方向とする。
【００２４】
図３に示すように、２個のゲート５５ａ，５５ｂは、成形品５５を成形するためのキャビティに設定されたゲートであり、Ｘ軸方向にＰ１の距離、Ｙ軸方向にＰ２の３倍の距離はなれて配置されている。すなわち、ゲート５５ａ，５５ｂに連通させる樹脂出口部は、Ｘ軸方向に隣接し、かつＹ軸方向に３ピッチ分離れた樹脂出口部の組み合わせになる。このため、ゲート５５ａはその左斜め上の樹脂出口部５６に一致させ、ゲート５５ｂはその左斜め上の樹脂出口部５７に一致させるように樹脂分配用ブロック材２０を変位させればよい。
【００２５】
具体的には、まず、位置変更手段を作動し、樹脂分配用ブロック材２０をＸ軸方向にＰ１の半分変位させ、さらにＹ軸方向と反対方向にＰ２の半分変位させる。そして、ゲート５５ａ，５５ｂに合わせて設計された固定側型板１１の２次ランナー流入口から突出する２個のピン状部材が樹脂出口部５６および５７のそれぞれに配置された弁を押し下げて、樹脂分配用ブロック材２０に開口された複数個の樹脂出口部の中から、樹脂出口部５６および５７のみが開放されるようになる。
【００２６】
このように、マニホールド装置が変位可能な樹脂分配用ブロック材２０を搭載している場合には、ゲートが複数の樹脂出口部１９のいずれかに対して少しずれた位置にあるときでも、換言すれば２次ランナー流入口が樹脂出口部１９ａに対してずれた位置にあるときでも、樹脂分配用ブロック材２０を変位させることによりこのずれを矯正して、マニホールド装置を固定金型１０に適合させることができる。
【００２７】
次に、位置変更手段について図４〜図７を参照して説明する。位置変更手段は、樹脂分配用ブロック材２０を、第１の座標軸（Ｘ軸）において変位させる第１の位置変更機構（図４参照）と、第１の座標軸（Ｘ軸）に対して垂直な第２の座標軸（Ｙ軸）において変位させる第２の位置変更機構（図５参照）と、を含んでいる。図４は、樹脂分配用ブロック材２０をＸ軸に位置変更する第１の位置変更機構の構成を示した概略図である。図５は、樹脂分配用ブロック材２０をＹ軸に位置変更する第２の位置変更機構の構成を示した概略図である。図６は、位置変更手段を平面視したときの概略図である。図７はマニホールド装置を背面側からみた部分背面図であり、位置変更手段を背面視した図でもある。
【００２８】
図４に示すように、一例として示す本実施形態の第１の位置変更機構は、主に、ワイヤ６２と樹脂分配用ブロック材２０とを連結する第１の連結部材６４および第２の連結部材６８と、ワイヤ６２を駆動するアクチュエータであるＸ軸用のサーボモータ６０と、を備えている。第１の位置変更機構は、サーボモータ６０の駆動力によってワイヤ６２を摺動させ、ワイヤ６２に連結された樹脂分配用ブロック材２０をＸ軸に変位させる機構である。Ｘ軸用のサーボモータ６０の回転軸６１は、その作動を制御する制御装置（図示せず）からの制御信号に応じて、所定の角度単位ずつ回転するようになっている。
【００２９】
樹脂分配用ブロック材２０と一体である第１の連結部材６４にはワイヤ６２の一端部が接続され、樹脂分配用ブロック材２０と一体である第２の連結部材６８にはワイヤ６２の他端部が接続されている。ワイヤ６２の途中はサーボモータ６０の回転軸６１に巻きついており、サーボモータ６０の回転軸６１が角変位するに伴って、回転軸６１からワイヤ６２が送り出されたり、巻き取られたりするようになっている。さらに、サーボモータ６０は樹脂分配用ブロック材２０の周囲の一方側に配置されており、他方側には、ワイヤ６２が折り返すようにかけられている折り返し部材６３が配置されている。折り返し部材６３は、サーボモータ６０によって駆動されるワイヤ６２を摺動自在に折り返すための回転軸である。このサーボモータ６０は、成形時に高温になる樹脂分配用ブロック材２０の外側に位置していることにより、樹脂分配用ブロック材２０から放出される熱の影響を受けにくいため、熱による劣化を遅らせることができ、長寿命化を図ることができる。
【００３０】
ワイヤ６２は、ローラ６５，６６，６７、サーボモータ６０の回転軸６１および折り返し部材６３によって引き回されて、第１の連結部材６４と第２の連結部材６８とを連結する。具体的には、第２の連結部材６８からＸ軸に平行に延びるワイヤ６２は、ローラ６７によって反対方向に折り返され、さらにローラ６６によってＹ軸に平行な向きに延びて樹脂分配用ブロック材２０の周囲の他方側にある折り返し部材６３にかけられる。そして、折り返し部材６３にかけられたワイヤ６２は、樹脂分配用ブロック材２０の背面を横切るようにＹ軸に平行な反対方向に折り返されて、上記一方側にあるサーボモータ６０の回転軸６１にかけられてさらに反対方向に折り返され、ローラ６５によってＸ軸に平行な方向に向きを変えて第１の連結部材６４に至り接続される。
【００３１】
上記構成の第１の位置変更機構において、マニホールド装置に組み合わされる金型に適合するように、回転軸６１の角変位が制御されると、樹脂分配用ブロック材２０は、第１の連結部材６４および第２の連結部材６８がサーボモータ６０で巻き取られおよび送り出されるワイヤ６２によってＸ軸に平行に往復移動することに伴い、Ｘ座標軸の適正な位置に変位することになる。図４において、ワイヤ６２が、実線矢印の方向に移動するときは樹脂分配用ブロック材２０はＸ軸の正方向（図の右方向）に移動し、破線矢印の方向に移動するときは樹脂分配用ブロック材２０はＸ軸の負方向（図の左方向）に移動する。
【００３２】
図５に示すように、一例として示す本実施形態の第２の位置変更機構は、主に、ラック７２とピニオン７１の組み合わせた駆動機構により座標軸に変位させる機構である。第２の位置変更機構は、主に、ピニオン７１を備えた回転軸を駆動するアクチュエータとしてのＹ軸用のサーボモータ７０と、ピニオン７１に噛み合うラック７２と一体に構成されたＹ軸用の摺動プレート５９と、を備えている。Ｙ軸用の摺動プレート５９は樹脂分配用ブロック材２０に接続されており、ラック７２の移動とともにＹ軸用の摺動プレート５９が移動するに伴って、樹脂分配用ブロック材２０はＹ軸に平行に移動することになる。
【００３３】
Ｙ軸用のサーボモータ７０の回転軸は、その作動を制御する制御装置（図示せず）からの制御信号に応じて、所定の角度単位ずつ回転するようになっている。このため、ピニオン７１が所定の角度単位で回転すると、ラック７２は当該所定の角度単位に応じたＹ軸に平行な所定の変位量（歯筋に対して直角方向の所定の変位量）分移動し、これに伴って樹脂分配用ブロック材２０はＹ軸に平行に所定の変位量分移動することになる。
【００３４】
上記構成の第２の位置変更機構において、マニホールド装置に組み合わされる金型に適合するように、ピニオン７１の回転の角変位が制御されると、Ｙ軸用の摺動プレート５９と一体である樹脂分配用ブロック材２０は、その角変位に応じてラック７２がＹ軸に平行に移動するに伴い、Ｙ座標軸の適正な位置に変位することになる。
【００３５】
位置変更手段は、制御装置（図示せず）によってその作動が制御される。この制御装置は、マニホールド装置と組み合わされる金型の自己認識番号と、金型毎の適正なゲート位置、つまり２次ランナー２１と接続すべき樹脂出口部１９と、を記憶している。制御装置は、製造工程において、設置される金型の自己認識番号が入力されると、その自己認識番号毎に記憶されたゲート位置に基づいて位置変更手段、すなわち第１の位置変更機構および第２の位置変更機構を制御する。これにより、ゲート位置と連通する２次ランナー流入口５１の位置が複数個の樹脂出口部１９に対してずれていた場合でも、樹脂出口部１９を変位させて微調整を行うことができる。
【００３６】
上記構成の位置変更手段は、具体的には図６および図７に示すように配置されている。なお、図７は理解を容易にするため、２個のキャビティのうち一方側のマニホールド装置のみを表しているが、他方側も同様の構成である。
【００３７】
また、１次ランナー１８は、その下流側が樹脂分配用ブロック材２０に接続されているため、樹脂分配用ブロック材２０の変位に伴ってフレキシブルに可動する構造となっている。具体的には、１次ランナー１８は、２個の筒状体である上流側筒状部材と下流側筒状部材によって形成されている。１次ランナー１８は、上流側筒状部材の内部に形成された上流側通路１８ａと下流側筒状部材の内部に形成された下流側通路１８ｂとが連通することにより構成されている。上流側筒状部材と下流側筒状部材はリンク機構を構成しており、互いの回動軸１８ｃを支点として回動自在であり、この回動によって１次ランナー１８は、折れ曲げ状の形態になったり直線状の形態になったりして、フレキシブルに可動する。
【００３８】
上流側通路１８ａと下流側通路１８ｂは、上流側筒状部材の下流側端部と下流側筒状部材の上流側端部を接続する筒状のリングによって接続されている。この筒状のリングは、両筒状部材が回動自在なように両通路の内壁面に内接しており、筒状のリングの軸心は回動軸１８ｃに相当する。筒状のリングの外側に嵌められたシール材は、両通路を流れる樹脂材料が外部に漏れないように両通路の内壁面との間を封止している。また、上流側通路１８ａは、射出成形機のシリンダー５８に対してノズル受け部１６を介して連通しており、下流側通路１８ｂは、樹脂分配用ブロック材２０に形成された分配される前の通路に接続されている。
【００３９】
次に、本マニホールド装置を用いた射出成形の方法について図８にしたがって説明する。図８は、射出成形工程の主な流れを示したフローチャートである。図８に示すように、射出成形の工程は、工程順に、金型設置工程（Ｓ１０）、ランナー接続の調整工程（Ｓ２０）、型締め工程（Ｓ３０）、ノズルタッチ工程（Ｓ４０）、射出工程（Ｓ５０）、冷却工程（Ｓ６０）、樹脂材料の溶融および計量工程（Ｓ７０）、型開き工程（Ｓ８０）、成形品の突出し工程（Ｓ９０）である。金型を変更する場合は、再度Ｓ１０に戻って以下の各工程が繰り返される。金型を変更せずに引き続き次のショットを行う場合は、Ｓ３０に戻り、それぞれが連携しながら自動的かつ連続的に実施され、多量の成形品を製造することができる。
【００４０】
Ｓ１０の金型設置工程においては、これから射出成形により製作する製品の金型（固定金型１０および可動金型４０）を設置する工程である。この工程では、すでに設置されている本マニホールド装置に対し、適合するように設計された２次ランナー２１およびピン状部材５２を備える固定金型１０（固定側型板１１）を取り付ける。２次ランナー２１は、複数個の樹脂出口部１９のうち、接続予定の樹脂出口部１９に対応するように設計されている。なお、この工程において、２次ランナー流入口５１と樹脂出口部１９とが一致して、２次ランナー２１と１次ランナー１８とが完全に接続され、樹脂注入口からゲート３１に至るまで樹脂材料通路が確保できた場合には、次のＳ２０の工程をスキップしてＳ３０の型締め工程に移行する。
【００４１】
Ｓ２０のランナー接続の調整工程は、Ｓ１０の工程において、ゲート位置と連通する２次ランナー流入口５１と樹脂出口部１９とが一致せず、２次ランナー２１と１次ランナー１８とが接続できない状態である場合に、位置変更手段によって樹脂分配用ブロック材２０の位置を変更し、２次ランナー２１に対して樹脂出口部１９を接続可能な位置に変位させる工程である。前述のように、この工程では、制御装置は、設置された金型の自己認識番号が入力されると、その自己認識番号毎に記憶されたゲート位置と、検出された現在の位置ずれ量とに基づいて、第１の位置変更機構および第２の位置変更機構を制御する。このような制御により、樹脂出口部１９の位置が調整されて、２次ランナー流入口５１の位置と樹脂出口部１９の位置とが一致し、２次ランナー２１と１次ランナー１８とが完全に接続される。
【００４２】
Ｓ３０の型締め工程においては、トグル装置等によって固定金型１０と可動金型４０を強い力をかけて閉じ、雌型と雄型を閉じる工程を行い、射出成形時の高圧に耐えられる型閉めを実施する。次に、Ｓ４０のノズルタッチ工程においては、型締めされた金型内に溶融状態の樹脂を注入するために、シリンダー５８の出口を金型の樹脂注入口であるノズル受け部１６に接触させる工程を実施する。このノズルタッチ工程は成形作業の開始時に一度行えばよく、後の連続的自動成形中は、この工程はスキップする。
【００４３】
次のＳ５０の射出工程では、射出成形機のスクリューを金型側に進行させる制御を実施する。シリンダー５８内で一定温度に保たれた溶融樹脂は、スクリューの前進にともなってスプルー１７に射出され、１次ランナー１８、２次ランナー２１を流れ、ゲート３１からキャビティ３０に流入する。なお、この射出工程では、成形品の品質を確保するために射出が終了した時点で射出動作を停止せず、金型内の溶融樹脂が一定の硬さになるまで射出圧力をかけ続けて保圧を行う。
【００４４】
次のＳ６０の冷却工程では、キャビティ３０に充填された溶融樹脂を金型内を通っている冷却水によって冷却して固化する。そしてこの冷却工程と平行するように、樹脂材料の溶融と計量を実施する（Ｓ７０）。このＳ７０では、射出成形機のホッパー内にある樹脂材料をスクリューを回転させることによってシリンダー５８内に導入し、シリンダー５８に巻かれたヒータとスクリューの回転による摩擦熱によって溶融状態にする。
【００４５】
溶融状態となった樹脂はシリンダー５８の先端部にたまり、一方、スクリューは自身の回転で樹脂内に発生した押し出し力で後退し始める。そして、樹脂材料の計量はスクリューの後退距離を制限することにより決定する。後退距離を所定の値に制御すると、次のショットで射出する樹脂量分がシリンダー５８内に蓄えられることになる。
【００４６】
次に、固定金型１０と移動金型４０を開く型開き工程を実施する（Ｓ８０）。型開き工程はＳ３０の型締め工程と逆の動作を行い、成形品は雄型に固着した状態で型開きされる。
【００４７】
そして、雄型に固着した成形品を取り外す成形品突出し工程を実施する（Ｓ９０）。この工程では、油圧と金型の突き出しピン４６を用いて自動的に成形品を脱落させている。以上のようにＳ１０〜Ｓ９０の一連の工程を実施し終わると、ワンショット分の成形品が生産され、次のショットの生産を開始するため自動的にＳ３０に戻り、以降の工程を連続的に実施する。Ｓ３０〜Ｓ９０の一連の工程はショット回数分繰り返される。
【００４８】
また、Ｓ１０〜Ｓ９０の一連の工程の中でＳ２０のランナー接続の調整工程は、この順序に限定されるものではなく、射出工程の前に行えばよい。
【００４９】
本実施形態に係るマニホールド装置がもたらす作用効果について述べる。本マニホールド装置は、樹脂流入口からの樹脂材料が流通する１次ランナー１８を有するマニホールド部１５を備えている。さらにマニホールド部１５は、１次ランナー１８の下流側が分配されて接続される複数個の樹脂出口部１９を備えている。そして、複数個の樹脂出口部１９の中から選択された少なくとも１個の樹脂出口部１９が、キャビティ３０のゲート３１に連通する固定金型１０の２次ランナー２１に接続されることにより、１次ランナー１８と２次ランナー２１とが連通する。
【００５０】
この構成によれば、１次ランナー１８の下流側で分配されて連通する樹脂出口部１９が複数個存在するため、１次ランナー１８を様々なゲート位置に対して連通させることができる。これにより、金型毎にマッチするマニホールド部の製作やマニホールド部を金型毎に取り替える必要性がない。したがって、マニホールド装置をあらゆる金型に対して適用可能な共用部材とすることができる。また、マニホールド装置の製作コスト、管理コストおよび工程費用を低減することができる。
【００５１】
また、複数個の樹脂出口部１９は、所定の間隔を設けた碁盤目状に配列されている。この構成によれば、各樹脂出口部１９は他の樹脂出口部に対して所定の間隔の倍数で設けられるため、任意の複数の樹脂出口部間の距離も、当該所定の間隔の倍数に設定することができる。これにより、金型のゲート３１に対応する樹脂出口部１９の決定は、予め設定された所定の間隔を基準とすることにより、容易に行える。
【００５２】
さらに、本マニホールド装置は、複数個の樹脂出口部１９が形成された樹脂分配用ブロック材２０の位置を変位させる位置変更手段を備えている。この構成によれば、ゲート３１に対する樹脂出口部１９の位置を移動することができる。このため、製造工程においてゲート３１の位置に対する樹脂出口部１９の位置ずれが生じた場合に、柔軟に位置の調整が行えるので、本マニホールド装置はより汎用性の高い装置になる。
【００５３】
上記射出成形方法では、１次ランナー１８と２次ランナー２１とを接続するときに、複数個の樹脂出口部１９の位置を変位させ、複数個の樹脂出口部１９のうちの少なくとも１個の樹脂出口部１９を２次ランナー２１に合わせて接続する工程を備えている。
【００５４】
この射出成形方法によれば、製造工程においてゲート３１の位置に対する樹脂出口部１９の位置ずれが生じた場合に、工程の中で柔軟に対応することができる。よって、２次ランナー２１の位置に関する固定側型板１１の設計自由度を向上することができ、さらに、マニホールド装置の製作コスト、管理コストおよび工程費用を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】第１実施形態の射出成形用金型の構成を示す断面図である。
【図２】樹脂出口部１９を開閉する機構を説明する部分断面図である。
【図３】複数の樹脂出口部１９の位置とゲート５５ａ，５５ｂとの位置関係を説明する図である。
【図４】位置変更手段の一部であり、Ｘ軸方向の位置変更を実現する第１の位置変更機構の構成を示した概略図である。
【図５】位置変更手段の一部であり、Ｙ軸方向の位置変更を実現する第２の位置変更機構の構成を示した概略図である。
【図６】第１実施形態に係る位置変更手段を平面視したときの概略図である。
【図７】マニホールド装置を背面側からみた部分背面図である。
【図８】射出成形工程の主な流れを示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００５６】
１０…固定金型
１４…固定側取付け板
１５…マニホールド部
１６…ノズル受け部（樹脂注入口）
１８…１次ランナー
１９…樹脂出口部
２０…樹脂分配用ブロック材（ブロック材）
２１…２次ランナー
３０…キャビティ
３１…ゲート
４０…可動金型
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂の射出成形金型に用いられるマニホールド装置および射出成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の射出成形金型のマニホールド装置としては、例えば特許文献１に記載のものが知られている。この種のマニホールド装置は、射出成形金型によって製作される成形品のゲートの位置、個数等に適合する形態のランナーを有しており、このランナーを通じて金型のキャビティに適正な条件で溶融樹脂を供給できるようになっている。
【特許文献１】特開２００２−１１７６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、成形品によってはゲートの位置および個数が様々であるため、所定のゲートに樹脂を適正な成形条件で供給するためには、マニホールド装置をその金型に合わせて設計しなければならない。すなわち、金型のゲートの個数および位置に適合するランナーを有するように、金型毎にマニホールド装置を個別に製作する必要があった。したがって、金型毎にマニホールド装置が必要になるため、マニホールド装置の製作コストや管理コストを要するという問題があった。
【０００４】
そこで、本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、その目的は各種形態の金型に対して共用できる射出成形金型のマニホールド装置およびこれを用いた射出成形方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。すなわち、第１の発明は、樹脂注入口（１６）から流入した樹脂材料が流通する１次ランナー（１８）を有し、成形機に固定される固定側取付け板（１４）に取り付けられるマニホールド部（１５）を備える射出成形金型のマニホールド装置に係る発明であって、
さらにマニホールド部は、１次ランナーの下流側が分配されて接続される複数個の樹脂出口部（１９）を備え、複数個の樹脂出口部の中から選択された少なくとも１個の樹脂出口部が、固定金型（１０）と可動金型（４０）との間に形成されるキャビティ（３０）のゲート（３１）に連通する固定金型の２次ランナー（２１）に接続されることにより、１次ランナーと２次ランナーとが連通することを特徴とする。
【０００６】
この発明によれば、１次ランナーに連通している樹脂出口部が複数個設けられていることにより、様々なゲート位置に対して連通可能な１次ランナーを提供することができる。このため、金型毎に対応するマニホールド部を製作する必要やマニホールド部を取り替える必要がなく、あらゆる金型に対して適用可能な共用部材であるマニホールド装置が得られる。したがって、マニホールド装置の製作コスト、管理コストおよび工程費用を低減することができ、また装置の軽量化も図れる。
【０００７】
また、複数個の樹脂出口部は、所定の間隔を設けて配列されていることが好ましい。この発明によれば、各樹脂出口部は他の樹脂出口部に対して所定の間隔で設けられるため、任意の複数の樹脂出口部間の距離は、当該所定の間隔の倍数となる。したがって、ゲート位置に対応する樹脂出口部の決定は、当該所定の間隔を基準として算出することにより容易に実施できる。
【０００８】
さらに、マニホールド装置は、複数個の樹脂出口部が形成されたブロック材（２０）の位置を変位させる位置変更手段を備えることが好ましい。この発明によれば、位置変更手段を備えることにより、キャビティのゲートに対する樹脂出口部の位置の移動が可能であるため、製造工程においてゲート位置に対する樹脂出口部の位置ずれが生じた場合に、位置の調整が行え、よりマニホールド装置の共用性を向上することができる。
【０００９】
第２の発明は、射出成形機内の樹脂材料を、マニホールド部（１５）に設けられた１次ランナー（１８）に流通させ、さらに、１次ランナー（１８）と固定金型（１０）に設けられた２次ランナー（２１）とを接続する樹脂出口部（１９）を介して２次ランナーに流入させ、２次ランナー（２１）を経由してキャビティ（３０）に流入させた後、冷却固化して成形する射出成形方法に係る発明であって、
当該樹脂出口部（１９）は１次ランナーの下流側が分配されて接続される複数個の開口部であり、
１次ランナー（１８）と２次ランナー（２１）とを接続するときに、複数個の樹脂出口部（１９）の位置を変位させ、複数個の樹脂出口部（１９）のうちの少なくとも１個の樹脂出口部を２次ランナー（２１）に合わせて接続することを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、キャビティのゲート位置に対する樹脂出口部の位置を調整して１次ランナーと２次ランナーを連通させる工程を備えることにより、製造工程においてキャビティのゲート位置に対する樹脂出口部の位置ずれが生じた場合に、工程の中で柔軟に対応することができるので、２次ランナーの位置についての設計自由度を向上することができるとともに、第１の発明と同様にマニホールド装置の製作コスト、管理コストおよび工程費用を低減することができる。
【００１１】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図を参照して説明する。図１は本実施形態の射出成形用金型を示した断面図である。図１に示すように、本射出成形用金型はホットランナー式の金型であり、大きく分けて固定金型１０と可動金型４０とからなる。固定金型１０および可動金型４０は、互いに開閉する構造であり、型締め時に複数の製品のキャビティを内部に形成するものである。本実施形態の金型は一度の型締めおよび型開きにより２個の射出成形品を同時に成形できるものである。本ホットランナーは、通路を機械的に開閉する機構をもつ弁ゲート方式であり、弁を閉じる力としては、ばね、空圧、油圧等を用いることができる。また、加熱方式はランナーを外側から加熱する外部加熱方式であり、射出成形機のノズルタッチ部からゲート３１に至るまでの間の通路の全部または一部が加熱される。
【００１３】
固定金型１０は、製品の外面を形成する固定側型板１１と、この固定側型板１１の背面に取り付けられた固定側受け板１２と、この固定側受け板１２の背面にスペーサブロック１３を介して取り付けられ射出成形機の固定側プラテンに取り付けられる固定側取付け板１４と、固定側受け板１２と固定側取付け板１４との間に設けられたマニホールド部１５と、を備えている。本実施形態でいう射出成形金型のマニホールド装置は、マニホールド部１５に相当する。
【００１４】
詳細は後述するが、本マニホールド装置においては、樹脂注入口と連通する１次ランナー１８とゲート３１に連通する２次ランナー２１とを接続するために、複数個の樹脂出口部１９の中から１次ランナー１８と２次ランナー２１を連通させる樹脂出口部１９が選択される。そして、選択された樹脂出口部１９にはすでに１次ランナー１８が接続されているため、選択された樹脂出口部１９に接続可能な２次ランナー２１を形成した固定金型１０と、本マニホールド装置とを組み合わせれば、１次ランナー１８と２次ランナー２１が樹脂出口部１９を介して連通することになる。これにより、本マニホールド装置は、成形品に個別の金型に対応するために金型毎に個別に製作する必要がなく、各種形態の金型に対して共用することができるという特徴がある。
【００１５】
固定側取付け板１４には、射出成形機のノズル５８が接続される樹脂注入口としてのノズル受け部１６が設けられている。マニホールド部１５には、型締めおよび型開き方向に延設され、ノズル受け部１６に連通するスプルー１７が形成されているとともに、このスプレー１７から分岐する２個の１次ランナー１８が形成されている。１次ランナー１８は、成形品を形成する樹脂材料が射出成形機によって樹脂注入口から流入した後、キャビティ３０に向けて流れる材料通路である。
【００１６】
そして、１次ランナー１８の下流側には、１次ランナー１８を流通する樹脂材料をキャビティ３０側に向けて流出するために、複数個の樹脂出口部１９のそれぞれが接続されている。スプルー１７から分岐した１次ランナー１８は、さらに下流側で分岐し、それぞれの分岐された通路が樹脂出口部１９に接続されるため、すべての樹脂出口部１９に１次ランナー１８がつながることになる。複数個の樹脂出口部１９は、マニホールド部１５の固定側受け板１２側に設けられた板材状の樹脂分配用ブロック材２０を貫通する穴部である。複数個の樹脂出口部１９は、各樹脂出口部１９の中心点が横方向（第１の座標軸であるＸ軸方向）には所定距離Ｐ１の間隔で、縦方向（第２の座標軸であるＹ軸方向）には所定距離Ｐ２の間隔となるように、碁盤目状の所定の位置に配置されている（図３参照）。所定距離Ｐ１およびＰ２は、扱う成形品５５の大きさ、形状等によって定められるが、例えば、６０ｍｍ、３０ｍｍとされる。また、樹脂出口部１９は、可動金型４０側に向けて突出する蛸壺状部５０に開口された穴部である。
【００１７】
さらに複数個の樹脂出口部１９は、固定側型板１１に形成される材料通路であって樹脂材料が流通する２次ランナー２１に接続されている。２次ランナー２１は、樹脂出口部１９から流出した樹脂材料がキャビティ３０のゲート３１に到達するまでに通る材料通路である。２次ランナー２１は、固定側型板１１に埋め込まれたブッシュによって形成されており、ブッシュの内部に形成される通路が樹脂出口部１９とゲート３１を連通するように接続している。
【００１８】
可動金型４０は、製品の内面を形成する可動側型板４１と、この可動側型板４１の背面に取り付けられた可動側受け板４２と、この可動側受け板４２の背面にスペーサブロック４３を介して取り付けられた射出成形機の可動側プラテンに取り付けられる可動側取付け板４４と、を備えている。さらに、可動側取付け板４４と可動側受け板４２との間には、これに対して相対的に移動する突き出し板４５が設けられ、この突き出し板４５には突き出しピン４６が固定されている。突き出しピン４６は可動側受け板４２および可動側型板４１を摺動自在に貫通し、その先端がキャビティ３０に臨んで位置している。
【００１９】
次に、各種形態の金型に対して共用化部材である本マニホールド装置に、固定金型１０を適用する手法について説明する。図２は、複数個の樹脂出口部１９の中から選択された樹脂出口部１９が開放され、選択されていない樹脂出口部１９が閉じられる機構を説明する部分断面図である。なお、図２は、後述する図６の二点鎖線で囲んだ部位を主に拡大して示したものである。
【００２０】
図２に示すように、樹脂分配用ブロック材２０には、各樹脂出口部１９の開口部を開閉する弁５３が設けられている。この弁５３は、分岐された１次ランナー１８と樹脂出口部１９とをつなぐすべての通路に設けられている。弁５３は、ばね５４の付勢力と外力とを受けて摺動するものであり、通常の外力が働いていないときは樹脂出口部１９を閉じる位置にある。つまり、どの樹脂出口部１９からも、２次ランナー２１が接続された場合、樹脂材料を２次ランナー２１に流入させることができる。
【００２１】
固定側型板１１には、キャビティ３０への樹脂材料流入部であるゲート３１に連通する２次ランナー２１が形成されている。２次ランナー２１の樹脂分配用ブロック材２０側には２次ランナー流入口５１が開口され、先端が２次ランナー流入口５１を貫通して弁５３ａ側に突出するピン状部材５２が設けられている。樹脂分配用ブロック材２０と固定側型板１１が一体化した状態では、２次ランナー流入口５１の内壁面は樹脂出口部１９が開口された蛸壺状部５０の外表面と密着し、ピン状部材５２の先端が弁５３ａの先端を押し下げるようになる。２次ランナー流入口５１の内壁面が形成する曲率半径は、蛸壺状部５０の外表面よりも若干大きくなっており、これにより両方の面の密着性が確保されている。共用化部材である本マニホールド装置に対して、固定側型板１１をこのように設計することによって、ゲート３１と１次ランナー１８とを連通する樹脂流通路を確保することができる。
【００２２】
図２に示す弁５３ｂは、ばね５４ｂが通常状態の長さになっていることにより、固定側型板１１側に押し上げられて樹脂出口部１９ｂの内周面に内接し、樹脂出口部１９ｂを閉じている状態である。また、この樹脂出口部１９ｂには、２次ランナー２１に連通する２次ランナー流入口５１はタッチしていない。一方、樹脂出口部１９ａには、２次ランナー２１に連通する２次ランナー流入口５１がタッチしている。図２に示す弁５３ａは、樹脂出口部１９が開放されている状態である。弁５３ａが固定側型板１１に設けられたピン状部材５２によって押されることにより、ばね５４ａが縮んで、弁５３ａは押し下げられて樹脂出口部１９ａの内周面との間に隙間を形成する。この隙間によって、１次ランナー１８と２次ランナー２１とが連通するようになり、１次ランナー１８を流れてきた樹脂材料は、樹脂出口部１９ａを経て２次ランナー２１を通過し、ゲート３１に至るようになる。
【００２３】
次に、樹脂出口部１９を備える樹脂分配用ブロック材２０が変位可能に構成されている場合について説明する。この場合、マニホールド装置は、樹脂分配用ブロック材２０の位置を変位させる位置変更手段を備えている。図３は、複数の樹脂出口部の位置と成形品５５のゲート５５ａ，５５ｂとの位置関係を説明する図である。図３において、二点鎖線は成形品５５の外形を表し、黒丸はキャビティのゲートの位置を表しており、成形品５５およびゲートはマニホールド装置側に投影して表されている。また、図３において、右方向はＸ軸方向であり、上方向はＹ軸方向とする。
【００２４】
図３に示すように、２個のゲート５５ａ，５５ｂは、成形品５５を成形するためのキャビティに設定されたゲートであり、Ｘ軸方向にＰ１の距離、Ｙ軸方向にＰ２の３倍の距離はなれて配置されている。すなわち、ゲート５５ａ，５５ｂに連通させる樹脂出口部は、Ｘ軸方向に隣接し、かつＹ軸方向に３ピッチ分離れた樹脂出口部の組み合わせになる。このため、ゲート５５ａはその左斜め上の樹脂出口部５６に一致させ、ゲート５５ｂはその左斜め上の樹脂出口部５７に一致させるように樹脂分配用ブロック材２０を変位させればよい。
【００２５】
具体的には、まず、位置変更手段を作動し、樹脂分配用ブロック材２０をＸ軸方向にＰ１の半分変位させ、さらにＹ軸方向と反対方向にＰ２の半分変位させる。そして、ゲート５５ａ，５５ｂに合わせて設計された固定側型板１１の２次ランナー流入口から突出する２個のピン状部材が樹脂出口部５６および５７のそれぞれに配置された弁を押し下げて、樹脂分配用ブロック材２０に開口された複数個の樹脂出口部の中から、樹脂出口部５６および５７のみが開放されるようになる。
【００２６】
このように、マニホールド装置が変位可能な樹脂分配用ブロック材２０を搭載している場合には、ゲートが複数の樹脂出口部１９のいずれかに対して少しずれた位置にあるときでも、換言すれば２次ランナー流入口が樹脂出口部１９ａに対してずれた位置にあるときでも、樹脂分配用ブロック材２０を変位させることによりこのずれを矯正して、マニホールド装置を固定金型１０に適合させることができる。
【００２７】
次に、位置変更手段について図４〜図７を参照して説明する。位置変更手段は、樹脂分配用ブロック材２０を、第１の座標軸（Ｘ軸）において変位させる第１の位置変更機構（図４参照）と、第１の座標軸（Ｘ軸）に対して垂直な第２の座標軸（Ｙ軸）において変位させる第２の位置変更機構（図５参照）と、を含んでいる。図４は、樹脂分配用ブロック材２０をＸ軸に位置変更する第１の位置変更機構の構成を示した概略図である。図５は、樹脂分配用ブロック材２０をＹ軸に位置変更する第２の位置変更機構の構成を示した概略図である。図６は、位置変更手段を平面視したときの概略図である。図７はマニホールド装置を背面側からみた部分背面図であり、位置変更手段を背面視した図でもある。
【００２８】
図４に示すように、一例として示す本実施形態の第１の位置変更機構は、主に、ワイヤ６２と樹脂分配用ブロック材２０とを連結する第１の連結部材６４および第２の連結部材６８と、ワイヤ６２を駆動するアクチュエータであるＸ軸用のサーボモータ６０と、を備えている。第１の位置変更機構は、サーボモータ６０の駆動力によってワイヤ６２を摺動させ、ワイヤ６２に連結された樹脂分配用ブロック材２０をＸ軸に変位させる機構である。Ｘ軸用のサーボモータ６０の回転軸６１は、その作動を制御する制御装置（図示せず）からの制御信号に応じて、所定の角度単位ずつ回転するようになっている。
【００２９】
樹脂分配用ブロック材２０と一体である第１の連結部材６４にはワイヤ６２の一端部が接続され、樹脂分配用ブロック材２０と一体である第２の連結部材６８にはワイヤ６２の他端部が接続されている。ワイヤ６２の途中はサーボモータ６０の回転軸６１に巻きついており、サーボモータ６０の回転軸６１が角変位するに伴って、回転軸６１からワイヤ６２が送り出されたり、巻き取られたりするようになっている。さらに、サーボモータ６０は樹脂分配用ブロック材２０の周囲の一方側に配置されており、他方側には、ワイヤ６２が折り返すようにかけられている折り返し部材６３が配置されている。折り返し部材６３は、サーボモータ６０によって駆動されるワイヤ６２を摺動自在に折り返すための回転軸である。このサーボモータ６０は、成形時に高温になる樹脂分配用ブロック材２０の外側に位置していることにより、樹脂分配用ブロック材２０から放出される熱の影響を受けにくいため、熱による劣化を遅らせることができ、長寿命化を図ることができる。
【００３０】
ワイヤ６２は、ローラ６５，６６，６７、サーボモータ６０の回転軸６１および折り返し部材６３によって引き回されて、第１の連結部材６４と第２の連結部材６８とを連結する。具体的には、第２の連結部材６８からＸ軸に平行に延びるワイヤ６２は、ローラ６７によって反対方向に折り返され、さらにローラ６６によってＹ軸に平行な向きに延びて樹脂分配用ブロック材２０の周囲の他方側にある折り返し部材６３にかけられる。そして、折り返し部材６３にかけられたワイヤ６２は、樹脂分配用ブロック材２０の背面を横切るようにＹ軸に平行な反対方向に折り返されて、上記一方側にあるサーボモータ６０の回転軸６１にかけられてさらに反対方向に折り返され、ローラ６５によってＸ軸に平行な方向に向きを変えて第１の連結部材６４に至り接続される。
【００３１】
上記構成の第１の位置変更機構において、マニホールド装置に組み合わされる金型に適合するように、回転軸６１の角変位が制御されると、樹脂分配用ブロック材２０は、第１の連結部材６４および第２の連結部材６８がサーボモータ６０で巻き取られおよび送り出されるワイヤ６２によってＸ軸に平行に往復移動することに伴い、Ｘ座標軸の適正な位置に変位することになる。図４において、ワイヤ６２が、実線矢印の方向に移動するときは樹脂分配用ブロック材２０はＸ軸の正方向（図の右方向）に移動し、破線矢印の方向に移動するときは樹脂分配用ブロック材２０はＸ軸の負方向（図の左方向）に移動する。
【００３２】
図５に示すように、一例として示す本実施形態の第２の位置変更機構は、主に、ラック７２とピニオン７１の組み合わせた駆動機構により座標軸に変位させる機構である。第２の位置変更機構は、主に、ピニオン７１を備えた回転軸を駆動するアクチュエータとしてのＹ軸用のサーボモータ７０と、ピニオン７１に噛み合うラック７２と一体に構成されたＹ軸用の摺動プレート５９と、を備えている。Ｙ軸用の摺動プレート５９は樹脂分配用ブロック材２０に接続されており、ラック７２の移動とともにＹ軸用の摺動プレート５９が移動するに伴って、樹脂分配用ブロック材２０はＹ軸に平行に移動することになる。
【００３３】
Ｙ軸用のサーボモータ７０の回転軸は、その作動を制御する制御装置（図示せず）からの制御信号に応じて、所定の角度単位ずつ回転するようになっている。このため、ピニオン７１が所定の角度単位で回転すると、ラック７２は当該所定の角度単位に応じたＹ軸に平行な所定の変位量（歯筋に対して直角方向の所定の変位量）分移動し、これに伴って樹脂分配用ブロック材２０はＹ軸に平行に所定の変位量分移動することになる。
【００３４】
上記構成の第２の位置変更機構において、マニホールド装置に組み合わされる金型に適合するように、ピニオン７１の回転の角変位が制御されると、Ｙ軸用の摺動プレート５９と一体である樹脂分配用ブロック材２０は、その角変位に応じてラック７２がＹ軸に平行に移動するに伴い、Ｙ座標軸の適正な位置に変位することになる。
【００３５】
位置変更手段は、制御装置（図示せず）によってその作動が制御される。この制御装置は、マニホールド装置と組み合わされる金型の自己認識番号と、金型毎の適正なゲート位置、つまり２次ランナー２１と接続すべき樹脂出口部１９と、を記憶している。制御装置は、製造工程において、設置される金型の自己認識番号が入力されると、その自己認識番号毎に記憶されたゲート位置に基づいて位置変更手段、すなわち第１の位置変更機構および第２の位置変更機構を制御する。これにより、ゲート位置と連通する２次ランナー流入口５１の位置が複数個の樹脂出口部１９に対してずれていた場合でも、樹脂出口部１９を変位させて微調整を行うことができる。
【００３６】
上記構成の位置変更手段は、具体的には図６および図７に示すように配置されている。なお、図７は理解を容易にするため、２個のキャビティのうち一方側のマニホールド装置のみを表しているが、他方側も同様の構成である。
【００３７】
また、１次ランナー１８は、その下流側が樹脂分配用ブロック材２０に接続されているため、樹脂分配用ブロック材２０の変位に伴ってフレキシブルに可動する構造となっている。具体的には、１次ランナー１８は、２個の筒状体である上流側筒状部材と下流側筒状部材によって形成されている。１次ランナー１８は、上流側筒状部材の内部に形成された上流側通路１８ａと下流側筒状部材の内部に形成された下流側通路１８ｂとが連通することにより構成されている。上流側筒状部材と下流側筒状部材はリンク機構を構成しており、互いの回動軸１８ｃを支点として回動自在であり、この回動によって１次ランナー１８は、折れ曲げ状の形態になったり直線状の形態になったりして、フレキシブルに可動する。
【００３８】
上流側通路１８ａと下流側通路１８ｂは、上流側筒状部材の下流側端部と下流側筒状部材の上流側端部を接続する筒状のリングによって接続されている。この筒状のリングは、両筒状部材が回動自在なように両通路の内壁面に内接しており、筒状のリングの軸心は回動軸１８ｃに相当する。筒状のリングの外側に嵌められたシール材は、両通路を流れる樹脂材料が外部に漏れないように両通路の内壁面との間を封止している。また、上流側通路１８ａは、射出成形機のシリンダー５８に対してノズル受け部１６を介して連通しており、下流側通路１８ｂは、樹脂分配用ブロック材２０に形成された分配される前の通路に接続されている。
【００３９】
次に、本マニホールド装置を用いた射出成形の方法について図８にしたがって説明する。図８は、射出成形工程の主な流れを示したフローチャートである。図８に示すように、射出成形の工程は、工程順に、金型設置工程（Ｓ１０）、ランナー接続の調整工程（Ｓ２０）、型締め工程（Ｓ３０）、ノズルタッチ工程（Ｓ４０）、射出工程（Ｓ５０）、冷却工程（Ｓ６０）、樹脂材料の溶融および計量工程（Ｓ７０）、型開き工程（Ｓ８０）、成形品の突出し工程（Ｓ９０）である。金型を変更する場合は、再度Ｓ１０に戻って以下の各工程が繰り返される。金型を変更せずに引き続き次のショットを行う場合は、Ｓ３０に戻り、それぞれが連携しながら自動的かつ連続的に実施され、多量の成形品を製造することができる。
【００４０】
Ｓ１０の金型設置工程においては、これから射出成形により製作する製品の金型（固定金型１０および可動金型４０）を設置する工程である。この工程では、すでに設置されている本マニホールド装置に対し、適合するように設計された２次ランナー２１およびピン状部材５２を備える固定金型１０（固定側型板１１）を取り付ける。２次ランナー２１は、複数個の樹脂出口部１９のうち、接続予定の樹脂出口部１９に対応するように設計されている。なお、この工程において、２次ランナー流入口５１と樹脂出口部１９とが一致して、２次ランナー２１と１次ランナー１８とが完全に接続され、樹脂注入口からゲート３１に至るまで樹脂材料通路が確保できた場合には、次のＳ２０の工程をスキップしてＳ３０の型締め工程に移行する。
【００４１】
Ｓ２０のランナー接続の調整工程は、Ｓ１０の工程において、ゲート位置と連通する２次ランナー流入口５１と樹脂出口部１９とが一致せず、２次ランナー２１と１次ランナー１８とが接続できない状態である場合に、位置変更手段によって樹脂分配用ブロック材２０の位置を変更し、２次ランナー２１に対して樹脂出口部１９を接続可能な位置に変位させる工程である。前述のように、この工程では、制御装置は、設置された金型の自己認識番号が入力されると、その自己認識番号毎に記憶されたゲート位置と、検出された現在の位置ずれ量とに基づいて、第１の位置変更機構および第２の位置変更機構を制御する。このような制御により、樹脂出口部１９の位置が調整されて、２次ランナー流入口５１の位置と樹脂出口部１９の位置とが一致し、２次ランナー２１と１次ランナー１８とが完全に接続される。
【００４２】
Ｓ３０の型締め工程においては、トグル装置等によって固定金型１０と可動金型４０を強い力をかけて閉じ、雌型と雄型を閉じる工程を行い、射出成形時の高圧に耐えられる型閉めを実施する。次に、Ｓ４０のノズルタッチ工程においては、型締めされた金型内に溶融状態の樹脂を注入するために、シリンダー５８の出口を金型の樹脂注入口であるノズル受け部１６に接触させる工程を実施する。このノズルタッチ工程は成形作業の開始時に一度行えばよく、後の連続的自動成形中は、この工程はスキップする。
【００４３】
次のＳ５０の射出工程では、射出成形機のスクリューを金型側に進行させる制御を実施する。シリンダー５８内で一定温度に保たれた溶融樹脂は、スクリューの前進にともなってスプルー１７に射出され、１次ランナー１８、２次ランナー２１を流れ、ゲート３１からキャビティ３０に流入する。なお、この射出工程では、成形品の品質を確保するために射出が終了した時点で射出動作を停止せず、金型内の溶融樹脂が一定の硬さになるまで射出圧力をかけ続けて保圧を行う。
【００４４】
次のＳ６０の冷却工程では、キャビティ３０に充填された溶融樹脂を金型内を通っている冷却水によって冷却して固化する。そしてこの冷却工程と平行するように、樹脂材料の溶融と計量を実施する（Ｓ７０）。このＳ７０では、射出成形機のホッパー内にある樹脂材料をスクリューを回転させることによってシリンダー５８内に導入し、シリンダー５８に巻かれたヒータとスクリューの回転による摩擦熱によって溶融状態にする。
【００４５】
溶融状態となった樹脂はシリンダー５８の先端部にたまり、一方、スクリューは自身の回転で樹脂内に発生した押し出し力で後退し始める。そして、樹脂材料の計量はスクリューの後退距離を制限することにより決定する。後退距離を所定の値に制御すると、次のショットで射出する樹脂量分がシリンダー５８内に蓄えられることになる。
【００４６】
次に、固定金型１０と移動金型４０を開く型開き工程を実施する（Ｓ８０）。型開き工程はＳ３０の型締め工程と逆の動作を行い、成形品は雄型に固着した状態で型開きされる。
【００４７】
そして、雄型に固着した成形品を取り外す成形品突出し工程を実施する（Ｓ９０）。この工程では、油圧と金型の突き出しピン４６を用いて自動的に成形品を脱落させている。以上のようにＳ１０〜Ｓ９０の一連の工程を実施し終わると、ワンショット分の成形品が生産され、次のショットの生産を開始するため自動的にＳ３０に戻り、以降の工程を連続的に実施する。Ｓ３０〜Ｓ９０の一連の工程はショット回数分繰り返される。
【００４８】
また、Ｓ１０〜Ｓ９０の一連の工程の中でＳ２０のランナー接続の調整工程は、この順序に限定されるものではなく、射出工程の前に行えばよい。
【００４９】
本実施形態に係るマニホールド装置がもたらす作用効果について述べる。本マニホールド装置は、樹脂流入口からの樹脂材料が流通する１次ランナー１８を有するマニホールド部１５を備えている。さらにマニホールド部１５は、１次ランナー１８の下流側が分配されて接続される複数個の樹脂出口部１９を備えている。そして、複数個の樹脂出口部１９の中から選択された少なくとも１個の樹脂出口部１９が、キャビティ３０のゲート３１に連通する固定金型１０の２次ランナー２１に接続されることにより、１次ランナー１８と２次ランナー２１とが連通する。
【００５０】
この構成によれば、１次ランナー１８の下流側で分配されて連通する樹脂出口部１９が複数個存在するため、１次ランナー１８を様々なゲート位置に対して連通させることができる。これにより、金型毎にマッチするマニホールド部の製作やマニホールド部を金型毎に取り替える必要性がない。したがって、マニホールド装置をあらゆる金型に対して適用可能な共用部材とすることができる。また、マニホールド装置の製作コスト、管理コストおよび工程費用を低減することができる。
【００５１】
また、複数個の樹脂出口部１９は、所定の間隔を設けた碁盤目状に配列されている。この構成によれば、各樹脂出口部１９は他の樹脂出口部に対して所定の間隔の倍数で設けられるため、任意の複数の樹脂出口部間の距離も、当該所定の間隔の倍数に設定することができる。これにより、金型のゲート３１に対応する樹脂出口部１９の決定は、予め設定された所定の間隔を基準とすることにより、容易に行える。
【００５２】
さらに、本マニホールド装置は、複数個の樹脂出口部１９が形成された樹脂分配用ブロック材２０の位置を変位させる位置変更手段を備えている。この構成によれば、ゲート３１に対する樹脂出口部１９の位置を移動することができる。このため、製造工程においてゲート３１の位置に対する樹脂出口部１９の位置ずれが生じた場合に、柔軟に位置の調整が行えるので、本マニホールド装置はより汎用性の高い装置になる。
【００５３】
上記射出成形方法では、１次ランナー１８と２次ランナー２１とを接続するときに、複数個の樹脂出口部１９の位置を変位させ、複数個の樹脂出口部１９のうちの少なくとも１個の樹脂出口部１９を２次ランナー２１に合わせて接続する工程を備えている。
【００５４】
この射出成形方法によれば、製造工程においてゲート３１の位置に対する樹脂出口部１９の位置ずれが生じた場合に、工程の中で柔軟に対応することができる。よって、２次ランナー２１の位置に関する固定側型板１１の設計自由度を向上することができ、さらに、マニホールド装置の製作コスト、管理コストおよび工程費用を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】第１実施形態の射出成形用金型の構成を示す断面図である。
【図２】樹脂出口部１９を開閉する機構を説明する部分断面図である。
【図３】複数の樹脂出口部１９の位置とゲート５５ａ，５５ｂとの位置関係を説明する図である。
【図４】位置変更手段の一部であり、Ｘ軸方向の位置変更を実現する第１の位置変更機構の構成を示した概略図である。
【図５】位置変更手段の一部であり、Ｙ軸方向の位置変更を実現する第２の位置変更機構の構成を示した概略図である。
【図６】第１実施形態に係る位置変更手段を平面視したときの概略図である。
【図７】マニホールド装置を背面側からみた部分背面図である。
【図８】射出成形工程の主な流れを示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００５６】
１０…固定金型
１４…固定側取付け板
１５…マニホールド部
１６…ノズル受け部（樹脂注入口）
１８…１次ランナー
１９…樹脂出口部
２０…樹脂分配用ブロック材（ブロック材）
２１…２次ランナー
３０…キャビティ
３１…ゲート
４０…可動金型
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂注入口（１６）から流入した樹脂材料が流通する１次ランナー（１８）を有し、成形機に固定される固定側取付け板（１４）に取り付けられるマニホールド部（１５）を備える射出成形金型のマニホールド装置であって、
さらに前記マニホールド部は、前記１次ランナーの下流側が分配されて接続される複数個の樹脂出口部（１９）を備え、
前記複数個の樹脂出口部の中から選択された少なくとも１個の樹脂出口部が、固定金型（１０）と可動金型（４０）との間に形成されるキャビティ（３０）のゲート（３１）に連通する前記固定金型の２次ランナー（２１）に接続されることにより、前記１次ランナーと前記２次ランナーとが連通することを特徴とする射出成形金型のマニホールド装置。
【請求項２】
前記複数個の樹脂出口部は、所定の間隔を設けて配列されていることを特徴とする請求項１に記載の射出成形金型のマニホールド装置。
【請求項３】
前記複数個の樹脂出口部はブロック材（２０）に形成されており、
前記ブロック材の位置を変位させる位置変更手段を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の射出成形金型のマニホールド装置。
【請求項４】
射出成形機内の樹脂材料を、マニホールド部（１５）に設けられた１次ランナー（１８）に流通させ、さらに、前記１次ランナー（１８）と固定金型（１０）に設けられた２次ランナー（２１）とを接続する樹脂出口部（１９）を介して前記２次ランナーに流入させ、前記２次ランナー（２１）を経由してキャビティ（３０）に流入させた後、冷却固化して成形する射出成形方法であって、
前記樹脂出口部（１９）は前記１次ランナーの下流側が分配されて接続される複数個の開口部であり、
前記１次ランナー（１８）と前記２次ランナー（２１）とを接続するときに、前記複数個の樹脂出口部（１９）の位置を変位させ、前記複数個の樹脂出口部（１９）のうちの少なくとも１個の樹脂出口部を前記２次ランナー（２１）に合わせて接続することを特徴とする射出成形方法。
【請求項１】
樹脂注入口（１６）から流入した樹脂材料が流通する１次ランナー（１８）を有し、成形機に固定される固定側取付け板（１４）に取り付けられるマニホールド部（１５）を備える射出成形金型のマニホールド装置であって、
さらに前記マニホールド部は、前記１次ランナーの下流側が分配されて接続される複数個の樹脂出口部（１９）を備え、
前記複数個の樹脂出口部の中から選択された少なくとも１個の樹脂出口部が、固定金型（１０）と可動金型（４０）との間に形成されるキャビティ（３０）のゲート（３１）に連通する前記固定金型の２次ランナー（２１）に接続されることにより、前記１次ランナーと前記２次ランナーとが連通することを特徴とする射出成形金型のマニホールド装置。
【請求項２】
前記複数個の樹脂出口部は、所定の間隔を設けて配列されていることを特徴とする請求項１に記載の射出成形金型のマニホールド装置。
【請求項３】
前記複数個の樹脂出口部はブロック材（２０）に形成されており、
前記ブロック材の位置を変位させる位置変更手段を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の射出成形金型のマニホールド装置。
【請求項４】
射出成形機内の樹脂材料を、マニホールド部（１５）に設けられた１次ランナー（１８）に流通させ、さらに、前記１次ランナー（１８）と固定金型（１０）に設けられた２次ランナー（２１）とを接続する樹脂出口部（１９）を介して前記２次ランナーに流入させ、前記２次ランナー（２１）を経由してキャビティ（３０）に流入させた後、冷却固化して成形する射出成形方法であって、
前記樹脂出口部（１９）は前記１次ランナーの下流側が分配されて接続される複数個の開口部であり、
前記１次ランナー（１８）と前記２次ランナー（２１）とを接続するときに、前記複数個の樹脂出口部（１９）の位置を変位させ、前記複数個の樹脂出口部（１９）のうちの少なくとも１個の樹脂出口部を前記２次ランナー（２１）に合わせて接続することを特徴とする射出成形方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−１７９３９（Ｐ２０１０−１７９３９Ａ）
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１８０５２２（Ｐ２００８−１８０５２２）
【出願日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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