JP2521620B2 - 成形材料を射出するための方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は成形材料を射出する方法
及び装置に関し、より詳しくは成形材料を自己型締め金
型に射出するための方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】射出成形材料を金型に射出するための射
出成形プレスは、製造業で良く知られている。成形材料
例えばゴム複合剤は、典型的には、特定の温度及び圧力
条件下でそれらの金型内で硬化されなければならない。
成形材料を金型に射出する前に、金型キャビティーが射
出操作の間加圧下に保たれるように、射出プレスが金型
を圧締めする。成形材料を金型に射出した後に、射出プ
レスは必要な圧力を、そしておそらくは温度も保ち続
け、成形材料を硬化させる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】慣用の成形プレスの一
つの欠点は、それらが成形材料を金型に射出する間に金
型に外部から加えられる運転圧力、及び、成形材料の射
出と金型内での成形材料の初期の硬化との結果、金型に
内部的に加わる分離力の両方に抵抗する型締め力を提供
しなければならない、ということである。成形材料の射
出に起因する分離力の成分は成形キャビティーの断面積
と比例する。要求される型締め力又は抵抗力は運転力お
よび分離力よりも大きくなければならない。従って成形
されるべき製品の大きさが増すにつれて、加えるのに必
要とされる型締め力も増加する。利用できる射出圧力
は、およそ２５トンから特定の用途に要求される必要な
抵抗力まで増加する抵抗力を提供する。明らかにそのよ
うな力を適用できるプレスは大きさ、重量及び費用がか
なりのものである。なぜならば、それらは射出の間およ
び初期の硬化の間に金型を保持するための支持構造を含
まねばならないからである。

【０００４】追加的な欠点は、各成形サイクルに要する
時間が６分間又はそれ以上であり得ることである。成形
サイクルは典型的には金型を型締めすること、成形材料
を金型中に射出すること、硬化を開始する為に型締め状
態で金型を保持すること、及び成形材料を射出ユニット
に再充填すること、の段階を含んでいる。そのような成
形サイクル時間は必要である。なぜならば金型は典型的
には射出操作を完了させ、硬化を開始し、そして次のサ
イクルの為に成形材料を射出ユニットに再充填するため
にプレス内で加圧下のまま保たれなければならないから
である。

【０００５】装置によってはプレス中に金型が残ってい
る時間の長さを減少される試みを行なっているが、その
ような装置はそれでもプレスによるかなりの圧力の適用
を必要とし、そして各サイクルの時間はそれでも比較的
長い。例えば、米国特許３９７３８９１は、射出プロセ
スが１０秒以内に実施され、次に残りの硬化工程の間に
金型を締付状態に保つために金型緊張要素が使用される
射出プレスを提供している。その緊張（締めつけ）要素
が所定場所に位置すると金型は射出プレスから除かれ、
硬化ステーションに提供される。金型は射出の後、硬化
の為に射出プレス内に保持されることを要求されない
が、射出工程のみでも１０秒の期間を必要とし得る。次
の射出の為に射出機が再充填される再充填工程は、さら
に成形サイクルの全体の時間を増加させる。

【０００６】

【課題を解決する手段】本発明は装置内で金型を型締め
し、材料を自己型締め金型に射出し、そしてその装置に
次の成形サイクルの為に再充填を行なうことを含む、成
形工程を実施する為の新規で改良された装置を提供す
る。この装置は、好ましくは、特定の期間の間処理され
る金型の数を増加させ、型締めの量を減少させるか又は
射出操作の間に適用される力に対抗するのに要する対抗
力を減少させ、そしてそれによって全体の大きさ、重量
及び装置の複雑さを減少させるように設計される。本発
明に於ては、２５トン以上の力を発生するリフト機構を
用いる必要が全くないので、リフト機構は２５トン未満
の力で金型と係合するものと規定するが、リフト機構が
２５トン以上の力で金型と係合して支障が生じるもので
はない。

【０００７】本発明に従う装置は、リフト機構、射出機
及び押出機を支持する支持フレームを含んでいる。支持
フレームは、間隔を置いたプレート、及びプレートを相
互に連結している支持棒、及び金型を受ける為に各プレ
ート中に形成されたＣ型の切欠き部（開口）を含んでい
る。このフレームに支持されているのは上部定盤組立
体、及び移動できる下部定盤を有している垂直のリフト
機構である。両方の定盤は金型と係合するためのもので
ある。上部定盤及び下部定盤のいずれか又は両方が加熱
されて、成形材料の追加的な温度制御を提供し得る。固
定された上部定盤組立体は、好ましくはボルスタプレー
ト（ｂｏｌｓｔｅｒ ｐｌａｔｅ）、断熱プレート、加
熱定盤及びランナープレートを含んでいる。射出操作の
間、金型はフレーム中に形成されたＣ型の開口内に保持
され、射出機とそろえられてる。

【０００８】提供される射出機は、射出シリンダーと射
出ノズルを含んでおり、また、加圧下で成形材料を自己
型締め金型に射出するために、フレーム上に支持されて
いる。成形材料の射出の間、射出ノズルは、金型と連絡
している上部定盤組立体のランナープレートと係合し、
そして射出シリンダーはおよそ２５，０００ｐｓｉ（１
７５６ｋｇ／ｃｍ^２）までの射出圧力を適用し得る。

【０００９】垂直のリフト機構及び固定された上部定盤
組立体も、金型と圧締め係合にある。リフト機構は、ラ
ンナープレート、リフト機構の下部定盤及び射出機ノズ
ルに対し金型を圧締めさせて保つ為に、圧締め力即ち対
抗力を提供する。リフト機構は、金型をランナープレー
トから分離するようにしようとする射出力であるところ
の、ランナー中の射出材料によって生じる力よりも大き
い圧締め力を適用する。

【００１０】慣用の成形技術においては、金型はそれ自
体圧力下にはなく、また予備負荷もされない。射出プレ
スは必要な力を適用する。そのような慣用の技術を用い
ると、金型キャビティーの断面積が露出し、射出力のう
ちの金型を分離しようとする力の成分に対抗するために
必要となる型締め力は、金型本体によってプレスに移さ
れる。本発明の自己型締め金型中のキャビティーを形成
している金型成分は、加圧下にあるか、又は予備負荷さ
れているので、本発明の分離力の射出力成分は金型に納
められている。。ランナーと、自己型締め金型の成形キ
ャビティーへの湯口開口のみが、包含され、またはリフ
ト機構によって圧締めされることを要求される。

【００１１】材料は押出機によって射出機に供給される
が、押出機は押出機に仕込まれてきたゴム片を可塑化
し、そして所望の温度、圧力及び速度で成形材料の所望
の量を供給する。成形材料は好ましくは、普通に射出成
形と関連する押出速度よりも大きい時間あたりのポンド
の量の率で押出機によって供給されるのが好ましい。よ
り高い押出し速度において、次の成形サイクルの為に射
出機に成形材料を再充填するのに要する時間は、例えば
およそ６秒と非常に短い。射出シリンダーと射出ノズル
の間に閉止弁を設け、射出機が再充填されるとき、ノズ
ルからの材料の排出を防止する。閉鎖環状の水圧ユニッ
トを設けて、リフト機構、射出機、押出機、および閉止
弁を作動させるのが好ましい。

【００１２】温度制御された上部及び下部定盤に加え
て、温度制御調節機も加熱を感知するために、そしてそ
れによって射出される成形材料の温度を制御する為に設
けられる。温度制御調節機は、射出機及び押出機を取囲
むジャケットを含み、成形材料を所望の温度範囲及び所
望の流速に制御する。

【００１３】制御装置も成形サイクルを自動的又は手動
的の何れかで制御するために設けられ、そして好ましく
はプログラム可能なコンピュータを含んでいる。従って
制御装置は、成形サイクルの為の所望のデーター、なら
びに装置の運転条件に関するシステムに提供されるフィ
ードバックデーターを備えている。

【００１４】本発明の装置はまた、上部及び下部の定盤
及び射出機と係合させる為に、支持フレームＣ型切欠き
部（開口）内のそろえられた位置に、自己型締め金型を
供給する為に、運搬装置も含んでいる。そのような運搬
装置は、複数の成形ステーションを有する線状または廻
転型装填コンベアーであり得る。

【００１５】望まれない金型の移動を防止するための金
型の位置認識、リフト機構による金型への加圧、及び射
出操作のために、安全スイッチ及び他のセンサーも設け
るのが好ましい。所望の予定圧力、温度、及び他の装置
運転条件が射出の開始前に制御装置に満足に提供されな
い場合には、安全スイッチ及び他のセンサーが作動し
て、装置の成分の作動を検出し予防する。さらに、手動
の安全スイッチも設けて、操作する人が装置の作動を防
止することができるようにしている。

【００１６】本発明の他の特徴及び利点は、本明細書の
一部をなす添付図面を参照しつつ、次の好ましい具体例
の詳細な記載から明白となるであろう。

【００１７】

【実施例】図１、図２、図３、及び図５を参照すると、
本発明に述べられるように、射出成形材科Ｍを自己型締
め金型Ｓに射出するための装置が図解されている。数字
１０で全体を示す装置は、他の場所へ運搬する間に、装
置の成分の各々を取り付け及び支持するための金属支持
ビームの基礎フレーム１１を含んでいる。装置と基礎フ
レーム１１との間の取付けに手が届くように開口１１ａ
が金属支持ビーム中に設けられている。所望の場所に装
置を運搬するのにフォークリフトを使用できるように、
金属支持ビーム内に運搬用口１３が設けられている。

【００１８】支持フレーム１２は、射出機１４、押出機
１６、及びリフト機構１８を支持している。装置１０を
通って自己型締め金型Ｓの位置及び動きを制御するた
め、そして射出操作を制御するために制御装置２０も含
められている。制御装置２０はオペレーターの制御パネ
ルを有しているプログラム可能なコンピュータ及び運転
の間に装置１０の種々の面を作動させる油圧ユニット２
１を含んでいる。温度制御装置２２も射出機１４及び押
出機１６内の成形材料Ｍの温度を調節する為に設けられ
る。図６、７及び８にさらに説明されるように、運搬装
置２４を、装置１０を通って、自己型締め金型Ｓを移動
させる為にさらに設けてもよい。

【００１９】本発明の装置 図解されている装置１０の支持フレーム１２は、金属支
持プレート２６、２７及びこれらのプレートを相互に連
結している支持棒２８を含んでいる。支持フレーム１２
は射出機１４、押出機１６及びリフト機構１８を支持し
ており、２５，０００ｐｓｉ（１７５６ｋｇ／ｃｍ^２）
もの圧力適用下で金型を維持するように設計されてい
る。Ｃ型の切欠き部（開口）３０がプレート２６、２７
の各々に設けられ、支持フレーム１２内に自己型締め金
型Ｓを位置づけする為の開口３１を形成している。図解
された具体例中で、およそ２１インチの間隙ＣがＣ型切
欠き部３０の各々の上と下の脚の間にとられている。当
業者には、本発明は、種々の異なる大きさ及び形状を有
している成形品目の為に、種々の成形材料を射出するよ
うに適合化されうることが理解されるであろう。本発明
の好ましい形態の例は、詳細に議論されるであろうが、
当業者は、成形されることが望まれる品目の為に、成形
材料の射出を可能とするのに必要であるなら、発明の成
分の相対的な大きさを変更することによって、より大き
な及び異なる成形品目の成形のために、本発明を適合化
し得る。

【００２０】上部固定定盤組立体３２が、支持プレート
２６、２７の間に、慣用の締め具２９によって固定され
ている。上部の固定定盤組立体３２は上部ボルスタプレ
ート３２ａ、断熱プレート３２ｂ、加熱定盤３２ｃ及び
ランナープレート４１を含んでいる。固定定盤組立体３
２はＣ型切欠き部３０の上部の部分と隣接し、そしてこ
れと係合するように固定される。固定定盤組立体３２、
上部ボルスタプレート３２ａ、上部加熱定盤３２ｃ、及
びランナープレート４１は金属プレートである。断熱プ
レート３２ｂは、好ましくは断熱性又は耐火性の材料の
ものである。ボルスタプレート３２ａ、断熱プレート３
２ｂ、上部加熱定盤３２ｃ及びランナープレート４１の
各々は、自己型締め金型Ｓの頂部Ｔと係合するように射
出機１４が近づけ得るように中央の開口３３を有してい
る。Ｃ型切欠き部３０との係合から外れようとする上部
固定定盤３２の垂直の動きに抵抗する為に、間隔をおい
たプレート２６、２７のＣ型切欠き部３０と係合するた
めに、上部ボルスタプレート３２ａ上にフランジ３２ｄ
が設けられている。説明される発明の好ましい具体例
で、固定された上部加熱定盤組立体３２のボルスタプレ
ート３２ａ及び上部加熱定盤３２ｃは、金型及び成形材
料を所望の温度及び流速に加熱することを助ける為に、
およそ４６０ボルトの慣用のヒーター２３を含んでい
る。

【００２１】上部ボルスタブレート３２ａの頂部表面３
５は、垂直の支持棒３６と係合し、垂直の支持棒３６も
金属の射出機支持部材３８と係合している。射出機支持
部材３８は、垂直の支持棒３６上に係合し、そしてそれ
によって支持される。垂直の支持棒３６は剛性の金属の
支持棒であり得るか、又はバネによって片寄らせて射出
機１４と係合したときに金型Ｓのさらなる調節及び予備
負荷を提供することもできる。射出機支持部材３８の頂
部表面３７に追加的に垂直の射出機支持体３９が係合し
ている。上部射出機支持体３９は、追加的な慣用の締め
具２９によって金属シリンダー支持部材４０に固定され
ており、金属シリンダー支持部材４０は射出機支持部材
３８の上方に間隔をおいてそれと平行に位置している。

【００２２】射出機１４は上部ボルスタプレート３２
ａ、射出機支持部材３８及びシリンダー支持部材４０上
に支持される。射出機１４はノズル４３、ノズルホルダ
ー４４及び射出シリンダー４５を有している射出機ユニ
ット４２を含んでいる。射出シリンダー４５は、シリン
ダー支持部材４０上の支持され、慣用の油圧シリンダー
４６を含んでいて、油圧シリンダー４６は成形材料Ｍを
自己型締め金型Ｓに射出するためにラム４８を作動させ
る。

【００２３】射出機ユニット４２は内部キャビティー５
０を有しており、内部キャビティー５０に成形材料の仕
込み物が押出機１６によって供給される。図示される具
体例では内部キャビティー５０はおよそ１６０ｃｃの成
形材料の仕込み物を保持するが、成形されるべき品目
が、より大きいか又はより小さい容量である場合に、５
ｃｃから５００ｃｃを越える迄の範囲のより大きいか又
はより小さな容量の内部キャビティーを使用することが
できる。一旦内部キャビティーが成形材料で充填された
ならば、油圧シリンダーがラム４８を作動し、好ましい
具体例では１秒当りおよそ４０ｃｃの速度で、ノズル４
３へ向うノズルホルダー４４中の通路４９を経て、成形
材料を金型Ｓに射出する。射出シリンダーが成形材料を
金型に射出する予定圧力は、例えば成形材料の種類及び
温度、及び自己型締め金型Ｓ内の内部金型キャビテー５
２の大きさ等に基づいて決定される。より大きな内部金
型キャビティーが使用される時は、容量を維持し記載さ
れる速い射出速度を維持する為により大きな射出機及び
油圧シリンダーが必要となるであろう。

【００２４】上に述べたように、過去において成形材料
が射出されるときは、金型が内部の金型分離力を克服す
る為、そして全金型キャビティー内で成形材料の硬化を
開始する為に、外部的な型締め力のもとで射出プレス内
に金型が型締めされた。金型の内部からの分離しようと
する力は、成形材料の射出の間に適用される内部的に作
用する力及び、初期の硬化時に成形材料の反応による硬
化力のためである。先行技術の金型は、露出しているか
又は開放しており、自己型締めも予備負荷もされていな
いので、要求される型締め力は全成形品目の硬化の間に
わたって保持されなければならなかった。さらに適用さ
れる型締め力は射出圧力及び全体の開放状の内部金型キ
ャビティーの断面積を基にして分離させようとする力を
克服するために計算された。

【００２５】本発明の装置は、金型サイクル中に大きな
型締め力を必要としない。なぜならば金型は自己型締め
され、金型に適用される分離しようとする力が金型自体
によって維持されるからである。従って開放状であり予
備的に負荷されておらず、加圧下でもない金型の区域の
みが締めつけられ、又は封じこめられなければならない
だけである。本発明を用いると、成形材料は、図４に示
されるように、例えば４．５インチの断面積を有し、１
平方インチの最大湯口断面積を有している、内部金型キ
ャビティー５２を持つ自己型締め金型Ｓに射出される。
外部的に適用される分離しようとする力の作動力成分
は、（射出圧力）×（任意のランナー及び／又は湯口開
口５４の断面積、又は他の外部的な面積、又は予備負荷
されていない面積、及び自己型締め金型Ｓ上の射出圧力
にさらされている面積）に従って計算される。湯口開口
５４は、予備負荷された内部金型キャビティーよりも小
さいので、そして分離しよとする力は金型によって封じ
こめられるので、必要な型締め力は実質的に減少され
る。型締め力は典型的には、４倍も減少させられ、従っ
て全体の内部金型キャビティー５２の断面積に対し、自
己型締め金型なしに要求されるであろう圧力の４分の１
である圧力で、リフト機構が金型と係合する。型締め力
が減少するのみならず、硬化を開始するために金型が圧
力下に保たれる時間を減少できる。なぜならば硬化は、
予備負荷されている金型キャビティー中で完了される必
要がなく、単に露出している湯口開口５４中で完了され
る必要があるだけであるからである。

【００２６】図４に示されるように、本発明の装置１０
を使用する射出操作の間に、ノズル４３は、自己型締め
金型Ｓの湯口開口５４をカバーし、密封しているランナ
ープレート４１と密封関係で係合する。慣用のランナー
プレート４１は、上部固定定盤組立体３２の一部を形成
し、そしてノズル４３と係合するための単一開口１２０
を含む。開口１２０は、開口１２４、１２５を有してい
る第二の通路１２２につながる。成形材料の仕込み物が
ノズル４３及ひランナープレート開口１２０、１２４及
び１２５から湯口開口５４を経て、キャビティー５２に
射出されるように、開口１２４、１２５は自己型締め金
型Ｓ中の複数の湯口開口５４と係合し、又はこれを覆っ
ている。装置１０は典型的には、およそ１４，０００ｐ
ｓｉ〜２３，０００ｐｓｉ（９８１〜１６１７ｋｇ／ｃ
ｍ^２）の間の射出圧力を適用する。

【００２７】再度図４を参照すると、図解された好まし
い具体例の押出機１６はＬ型の装置である。押出機１６
は、バレル内のハウジング５９内に位置する一軸押出機
用スクリュー５８を有するバレル５６を含んでいる。開
口６０が成形材料の片をバレルに仕込む為に押出しバレ
ル５６中に設けられている。好ましい具体例において
は、材料の片は、３５〜６０のジュロメーター硬度及
び、およそ２インチの幅、０．５インチの厚みを有して
いる。

【００２８】押出しスクリュー５８は、慣用の油圧モー
ター６２で駆動され、モーターは押出し機バレル５６に
固定され、モーターカップリング６４を経て、スクリュ
ーと連結されている。本発明の好ましい具体例では、押
出機１６は１時間当り、およそ１２０ポンドの可塑化速
度を有している。この高い可塑化速度が射出機の迅速な
再充填を可能とし、それにより増加した容量の材料の射
出を可能とする。押出機によって供給される材料の増加
した速度が内部金型キャビティー５２が慣用の押出機よ
りも少なくとも３倍大きな速度で、または１分あたり少
なくとも３倍の速度で押出機によって充填されることを
可能とする。

【００２９】押出機スクリュー５８が成形材料を射出機
１４のノズルホルダー４４内の供給通路６６に供給し、
次にノズル４３と連絡するノズルホルダー内の通路４９
に供給する。押出機１６は予定された測定量の成形材料
を射出機ユニット４２に供給する。供給通路６６及びノ
ズル４３の中間に通路４９に沿ってノズルホルダー４４
内にチェック弁６８が位置するが、これは成形材料を自
己型締め金型Ｓに射出する間に、成形材料Ｍが押出機１
６に逆もどりすることを防止する。

【００３０】更にチェック弁６８の下にノズル４３と通
路４９の中間に閉鎖弁７０が位置するが、これは射出機
ユニットの内部キャビティーに成形材料を再充填する
間、成形材料をノズル４３に送ることを防止する為であ
る。図４に示されるように、閉鎖弁７０はノズルホルダ
ー４４内の開口１２７内に収容される回転可能なシリン
ダー１２６を有し、そして成形材料の射出の間、ノズル
ホルダー通路４９とそろえられるシリンダーを貫通する
流路１２８を有している。シリンダー１２６はノズルホ
ルダー４４の外側に取り付けられた歯車１３０を有して
いる。歯車１３０はラック１３２と係合する。ラック１
３２は射出機１４に固定された弁支持プレート１３６上
に支持された油圧シリンダー１３４と係合し、これによ
って作動させられる。

【００３１】成形サイクルの再充填部分の間、歯車１３
０は油圧によって作動されるラック１３２によって回転
され、シリンダー１２６を流路１２８がノズルホルダー
通路４９と整合していない位置に回転させる。この整合
していない位置において、射出機ユニット４２が再充填
される時に、閉鎖弁７０は成形材料がノズルホルダー通
路４９を通って流れることを防止する。

【００３２】本発明の装置１０の垂直リフト機構１８
は、金型Ｓの底部Ｂと係合し、そしてノズル４３と連絡
する、上部固定定盤組立体３２のランナープレート４１
と係合するように金型の頂部Ｔを垂直に移動させる垂直
に移動可能な金型支持体又は下部定盤７４を含んでい
る。。図３及び図５に説明される本発明の好ましい具体
例で、金型支持体７４はおよそ４６０ボルトの慣用のヒ
ーター７６を含んでおり、金型と成形材料を所望の温度
及び流速に加熱することを助ける。金属金型支持体７４
は、金型支持部材７８に慣用の締め具で固定される。金
型支持部材７８は、垂直の支持棒８０によってささえら
これと係合し、そして支持棒８０はまた、金属シリンダ
ー支持部材８２と係合する。金属シリンダー支持部材８
２は、Ｃ型切欠き部（開口）３０の各々の下部に固定さ
れているフランジ部材８４に固定され、そして係合す
る。

【００３３】持ち上げシリンダー８６がシリンダー支持
部材８２上に支持され、そして金型支持体７４を垂直に
上昇させるための金型支持部材８２と係合する、取り付
け用具９０に固定されている慣用の油圧シリンダー８８
を含んでいる。好ましい具体例で持ち上げシリンダー８
６は、およそ２インチの工程距離を有し、この例では、
射出操作の間に金型に適用される外部的な力に対抗する
為に、およそ１２〜２５トンの抵抗力を適用する事が出
来る。リフトシリンダーは、外部的に加えられる力に対
抗する為に必要な、任意の量の力を適用し得ることが理
解されるべきである。好ましい具体例のリフト機構１８
の持ち上げ速度は、１秒間当り、最大でおよそ１２イン
チを有している。この持上げ速度と工程距離ではリフト
機構１８は最大時間およそ０．２秒でランナープレート
４１、及びノズル４３に対して金型Ｓを係合させるか、
又は係合を解く。

【００３４】上に述べたように、加熱された上部定盤組
立体３２及び加熱された金型支持体７４の間で係合して
いる金型Ｓの温度を制御するために、上部及び下部定盤
ヒーター２３、７６をそれぞれ含んでいる温度制御装置
２２が提供されうる。射出機１４と押出機１６内で成形
材料Ｍの温度及び流速を制御するために温度制御装置２
２も設けられる。図１において温度制御装置２２は、調
節機ジャケット１００の温度を制御するための駆動モー
ターを有する慣用の熱的な媒体の調節機２３を有してい
る。

【００３５】図４に示されるように、温度調節ジャケッ
ト１００が射出機ユニット４２、及び押出機バレル５６
を取囲むように設けられている。調節ジャケット１００
は好ましくは、オイル型の熱的な媒体の装置であり、調
節機２３と流体連絡で水型の熱交換機を有している。そ
のようなジャケット１００は押出機バレル、内部射出キ
ャビティー及びノズルホルダー等の単一の帯域における
温度を制御する。温度制御装置２２によってもたらさせ
る温度範囲は、およそ２７５〜４００゜Ｆ（１３５．０
〜２０４．４℃）であるが、好ましい範囲は典型的には
３３０〜３５０゜Ｆ（１６５．６〜１７６，７℃）の間
である。ジャケット内に好ましくはセンサーが設けら
れ、制御装置２０を経て温度制御装置２２と調節機２３
のフィードバック制御を提供する。

【００３６】図６、７及び８に図解される運搬装置２４
を説明すると、手動的に金型を金型支持体７４に向かわ
せ、そしてそこから引き戻すことを含めた種々の方法に
よって、金型Ｓはランナープレート４１及び／又は射出
機ノズル４３と係合するために垂直にそろえられた位置
に置かれる。図６、７及び８に示される運搬装置の具体
例は、自動的な慣用の連続的な線状のコンベアー装置２
４を図解している。運搬装置の第２の別のオートマチッ
クな具体例は、図９に示されており、慣用のロータリー
テーブル装置２４’として説明される。運搬装置２４と
２４’の要素は類似しており、第２の装置２４’の要素
の各々は’をつけて参照するが、これらの装置の間の違
っている点だけが詳細に議論される。

【００３７】運搬装置の各々は、成形ステーション１０
２、１０２’を含んでおり、ここで自己型締め金型Ｓは
射出操作の間、射出機１４の下でそろえられて位置す
る。成形ステーション１０２、１０２’において開口１
０４が金型Ｓの底部Ｂの下に設けられるが、装置の運転
の間、金型支持体７４が垂直に上昇されて金型を持ち上
げ、上部定盤組立体３２そしてノズル４３を有するラン
ナープレート４１と係合されることが出来るようにする
ためである。運搬装置２４は連続的な鎖状の線状のコン
ベアー装置１０５を含んでいる。金型は成形ステーショ
ン１０２への移動の為に参照数字１０６及び１０７で図
４において図解され、そして図５で説明される２つの間
隔をおいた同調した鎖上に支持される。運搬装置２４’
の第２の具体例では、金型は丸いテーブル１０８を取囲
んで間隔をおいて位置している。開口１０４’はテーブ
ル１０８が支持フレーム１２と係合するように回転され
るときに、金型支持体７４を金型と係合出来るようにす
るためにテーブル上に位置する各金型の下に設けられ
る。射出操作が完了したならば、運搬装置２４／２４’
は金型を次のステーションに移す為に使用される。

【００３８】装置１０の好ましい具体例で、本発明の制
御装置２０は、射出動作の為に金型を手動で、又は運搬
装置２４によって所定位置に移動させることと統合させ
て、射出機１４、押出機１６、リフト機構１８及び温度
制御装置２２の動作の全ての面を制御するようにプログ
ラム可能である。制御装置は、装置１０の為の主電源
（図示なし）を含んでいる。更に制御装置は、押出機１
６、チェック弁６８、閉止弁７０、持ち上げシリンダー
８６、及び射出シリンダー４５を、装置１０の運転の間
に作動させる油圧ユニット２１を含んでいる。油圧ユニ
ット２１は最大圧力２，５００ｐｓｉ（１７５６ｋｇ／
ｃｍ^２）を有する慣用クロズドループフローとバルブの
装置である。圧力及び温度安全スイッチも設けられる。

【００３９】制御装置２０、はさらに装置１０の運転の
為に、予定の所望のセッティング及び運転条件をプログ
ラムするための、慣用のプログラム可能なコンピュータ
ー１１０と、装置の毎日の運転の間、オペレーターによ
って使用されるための制御パネル１１２を含んでいる。
好ましい具体例においては、オペレーターの制御パネル
１１２は、シンシナチエレクトロシステム４０４５であ
り、これは自動サイクルの作動を含めた全ての装置機能
を制御し、セットアップするが、コントロールパネルは
数多くの市販のオペレーターインターフェースステーシ
ョンの任意のものでありうる。好ましくは安全スイッチ
とセンサーも金型Ｓの望まれない動きを防止し、リフト
機構１８による金型への圧力の適用、及び射出操作を防
止するために、制御装置と関連して設けられる。例え
ば、押出機スピードの測定のためにローラー１１ａを有
しているセンサー１１１を押出機１６の運転が確実に望
まれるように維持されるよう設ける。所望の予定圧力、
温度及び運転条件が射出操作の開始の前又はその最中に
制御装置２０に満足に提供されない場合には、そのよう
な安全スイッチは装置の運転を防止するように作動す
る。さらにオペレーターの制御パネル１１２はオペレー
ターが装置を止めることができるように手動の安全スイ
ッチＤを含んでいる。

【００４０】装置の運転 装置１０の運転の前に、成形されるべき望まれる成形品
目の運転制御パラメーターが、制御装置２０にプログラ
ムされる。そのような運転パラメーターは例えば成形さ
れる品目の大きさ、１時間当りに成形されるべき品目の
数、射出機１４内の材料の容量、押出機スクリュー５８
の速度、材料温度、圧力、及び種々の成分に対する流速
のセッティング、材料硬化時間、射出速度、射出機再充
填速度、射出操作の前、最中、及びその後の金型Ｓの位
置、射出圧力、リフト機構抵抗圧力又は分離力、工程の
距離及び所望の温度、及び油圧ユニット等の運転要素の
モニターされるべき圧力が含まれる。

【００４１】制御装置２０によって提供される情報に基
づいて、オペレーターが干渉することなしに装置１０を
運転するために、自動サイクルが開発できる。別の方法
として、オペレーターの制御パネル１１２はサイクルの
間に必要に応じて装置をスタートさせ、停止させるため
に使用できる。

【００４２】制御装置２０のプログラミングが完了した
ならば、成形サイクルは金型Ｍが成形ステーション１０
４に手動により、又は運搬装置２４により提供された時
に開始する。金型は次に運搬装置コンベアー１０５から
解放され、リフト機構１８が作動し、垂直方向に金型を
金型支持体７４上で上昇させ、上部定盤組立体３２及び
ノズル４３と係合させる。リフト機構１８の金型支持体
７４は、金型Ｓを、上部定盤組立体３２と、成形材料の
射出の間、金型と金型Ｓの位置を維持するために必要と
決定された力で係合させる。

【００４３】次に射出機１４は、材料が上に議論した温
度及び圧力パラマーター内であるときに、射出ユニット
４２から金型へ、典型的にはおよそ３〜４秒間材料を射
出するように作動する。成形材料は、射出ユニット４２
中の内部キャビティー５０からノズルホルダー４４中の
通路４９、シリンダー通路１２６及びノズル４３を通っ
てランナープレート４１に射出される。一旦ランナープ
レート４１に入れば、射出材料は開口１２０を通り、第
二の通路１２２へ行き、そして開口１２４、１２５へ行
って湯口開口５４と係合し、内部金型キャビティー５２
へ行く。

【００４４】射出が完了した後、金型は上部定盤組立体
３２のランナープレート４１とノズル４３との係合から
解放される。射出を完了したならば、閉止弁７０が作動
し、閉鎖位置に来て、ノズル４３への材料の流れを封じ
る。射出ユニット４２を再充填することが次に開始され
る。再充填は、押出機１６のパラメーターが上記の所望
の範囲内であるまで続く。好ましい具体例では、再充填
工程はおよそ３〜５秒間続く。金型の解放と同時に、運
搬装置２４が完了した金型を成形ステーション１０２か
ら移動させ、そして金型Ｓを次の成形サイクルに提供す
ることによって成形サイクルを完了するように作用す
る。装置の好ましい具体例で、各サイクル時間はおよそ
１５秒間である。

【００４５】装置の好ましい形態は、上に議論された。
しかしながら、この開示を心にとめて好ましい具体例へ
の自明な変更であって、他の装置に於ける披見し得る特
徴及び利点を達成するためのものは、当業者に自明であ
る。

【図面の簡単な説明】

図１は本発明に従う、材料射出成形装置の背面透視図で
あり、 図２は本発明に従う、材料射出成形装置の正面透視図で
あり、 図３は図１に示した装置の側面図であり、 図４は自己型締め金型の部分断面図と、図３に示した装
置の射出機の部分断面図であり、 図５は図１に示した装置の正面図であり、 図６は金型を装置に供給する為の運搬装置を有してい
る、図１の材料射出成形装置の透視図であり、 図７は装置内に図解されている金型を有している図６に
示される装置の側面図であり、 図８は図６に示した装置の正面図であり、 図９は金型を装置に供給するための運搬装置の別の具体
例を有している材料射出成形装置の透視図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｃ 45/76 7365−4Ｆ Ｂ２９Ｃ 45/76 (56)参考文献 特開 平２−165919（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−196611（ＪＰ，Ａ) 特公 平１−56885（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 間隔を置いたプレートと該プレートを相
   互に連結している支持棒と該プレートの各々に形成され
   ているＣ型の切欠き部を有する支持フレーム、 自己型締金型の内部成形キャビティーに加圧下で成形材
   料を射出する射出機、該射出機に成形材料を提供する押
   出機、 該成形材料の温度を制御する温度制御機及び 該自己型締金型を持上げるようにこれに係合し、成形材
   料を該自己型締金型内部の成形キャビティー中に射出機
   によって射出する間に該金型に加わる力に抗する為に２
   ５トン未満の力で該金型と係合する該フレームに支持さ
   れているリフト機構、 以上を含んでいる成形材料を自己型締金型に射出するた
   めの装置。
2. 【請求項２】 該装置が、装置の運転の間に材料の射出
   を自動的に制御するためのプロクラム可能なコンピュー
   ターを含んでいる請求項１に記載の装置
3. 【請求項３】 該リフト機構が、射出機による成形材料
   の射出の間に該金型の全内部成形キャビティーの断面積
   に対し適用されるのに必要な圧力のおよそ４分の１の圧
   力で該金型と係合している請求項２に記載の装置。
4. 【請求項４】 １分間当り最小３倍の該内部成形キャビ
   ティーを充填する速度で、該押出機が該射出機に対し成
   形材料を提供し得る請求項３に記載の装置。
5. 【請求項５】 該間隔を置いたプレートに形成されてい
   る該Ｃ型の切欠き部内の、該射出機と係合するためにそ
   ろえられた位置に、自己型締金型を供給するため、運搬
   装置をさらに含んでいる請求項２に記載の装置。
6. 【請求項６】 該運搬装置が該射出機と揃えられた該Ｃ
   型の切欠き部内に位置する成形ステーションを有してい
   る装填コンベアーを含んている請求項５に記載の装置。
7. 【請求項７】 該装填コンベアーが該射出機と揃うよう
   に移動可能な複数の成形ステーションを有している回転
   コンベアーからなる請求項６に記載の装置。
8. 【請求項８】 該温度制御機が該押出機及び該射出機の
   一部を取囲んでいる調節ジャケットを含む請求項４に記
   載の装置。
9. 【請求項９】 該温度制御機が、該金型と係合する、固
   定され、加熱された定盤組立体をさらに含んでいる請求
   項８に記載の装置。
10. 【請求項１０】 該装置が、リフト機構の作動に先だっ
    て、予定の圧力、温度及び運転条件が満足されない場合
    に、該リフト機構によって該金型に圧力を加えること
    を、そして成形材料を金型に射出することを防止する、
    安全ロックを含んでいる請求項９に記載の装置。
11. 【請求項１１】 射出材料を自己型締金型に射出する方
    法であって、 リフト機構を用いて射出機と係合状態で圧締めされてい
    る該金型を支持フレーム中に支持し、 該自己型締金型中に射出材料を射出するのに必要とさ
    れ、そして成形材料の射出の間該自己型締金型の状態及
    び位置を保持するために該リフト機構によって適用され
    るべき圧力を、該自己型締金型中の露出した湯口の開口
    の面積の関数として予め決定し、 成形材料を該射出機に移し、 該自己型締金型に移された成形材料の温度を制御し、そ
    して 該金型の状態及び位置を維持する為にリフト機構を用い
    て２５トン未満の力で該フレーム内で該金型を圧締めし
    ながら、該射出機を用いて該予め決められた圧力下で成
    形材料を該自己型締金型に射出することからなる方法。
12. 【請求項１２】 成形材料を射出する為に必要とされる
    圧力を予め決定する段階が、射出操作を計算しそして制
    御するためのプログラム可能なコンピューターを使用す
    ることを含んでいる、請求項１１に記載の方法。
13. 【請求項１３】 成形材料を該射出機に移す段階が材料
    を押出機から押し出すことを含んでいる請求項１２に記
    載の方法。