特開 2024-84388 成形型、および射出成形装置の評価方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024084388

(43)【公開日】2024-06-25

(54)【発明の名称】成形型、および射出成形装置の評価方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 33/70 20060101AFI20240618BHJP

   B29C 45/26 20060101ALI20240618BHJP

   B29C 45/76 20060101ALI20240618BHJP

   B29C 45/00 20060101ALI20240618BHJP

【ＦＩ】

B29C33/70

B29C45/26

B29C45/76

B29C45/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022198636

(22)【出願日】2022-12-13

(71)【出願人】

【識別番号】000002369

【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100090387

【弁理士】

【氏名又は名称】布施 行夫

(74)【代理人】

【識別番号】100090398

【弁理士】

【氏名又は名称】大渕 美千栄

(74)【代理人】

【識別番号】100148323

【弁理士】

【氏名又は名称】川▲崎▼ 通

(74)【代理人】

【識別番号】100168860

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 充史

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼橋 正幸

(72)【発明者】

【氏名】笹川 翔

(72)【発明者】

【氏名】山口 珠莉

【テーマコード（参考）】

4F202

4F206

【Ｆターム（参考）】

4F202AM19

4F202AM21

4F202AM23

4F202AR07

4F202AR12

4F202CA11

4F202CB01

4F202CL42

4F202CL50

4F202CR01

4F202CR03

4F202CR06

4F202CS01

4F206AM19

4F206AM21

4F206AM23

4F206AR07

4F206AR12

4F206JA07

4F206JD04

4F206JL02

4F206JP01

4F206JQ81

4F206JQ82

(57)【要約】

【課題】第１射出成形装置で使用される固定型および可動型を、第２射出成形装置で使用できる成形型を提供する。
【解決手段】固定型と、前記固定型に対向する可動型と、前記固定型が組み込まれる第１開口部が形成され、前記固定型を固定する第１プレートと、前記可動型が組み込まれる第２開口部が形成され、前記可動型を固定する第２プレートと、を含み、前記固定型および前記可動型は、キャビティーを形成し、前記固定型および前記可動型は、第１射出成形装置に取り付け可能な大きさを有し、前記第１プレートおよび前記第２プレートは、前記第１射出成形装置と異なる第２射出成形装置に取り付け可能な大きさを有する、成形型。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

固定型と、
前記固定型に対向する可動型と、
前記固定型が組み込まれる第１開口部が形成され、前記固定型を固定する第１プレートと、
前記可動型が組み込まれる第２開口部が形成され、前記可動型を固定する第２プレートと、
を含み、
前記固定型および前記可動型は、キャビティーを形成し、
前記固定型および前記可動型は、第１射出成形装置に取り付け可能な大きさを有し、
前記第１プレートおよび前記第２プレートは、前記第１射出成形装置と異なる第２射出成形装置に取り付け可能な大きさを有する、成形型。

【請求項2】

請求項１において、
前記固定型および前記可動型は、
前記固定型が前記第１プレートに固定されず、かつ、前記可動型が前記第２プレートに固定されない第１状態で、前記第１射出成形装置に取り付けられて使用され、
前記固定型が前記第１プレートに固定され、かつ、前記可動型が前記第２プレートに固定された第２状態で、前記第２射出成形装置に取り付けられて使用される、成形型。

【請求項3】

請求項１または２において、
前記第１射出成形装置の第１ノズルの形状と、前記第２射出成形装置の第２ノズルの形状とは、異なり、
前記固定型には、前記第１ノズルに接し前記第１ノズルの形状に対応する第１ノズル接触部と、前記第２ノズルに接し前記第２ノズルの形状に対応する第２ノズル接触部とが、交換可能に組み込まれる第３開口部が形成されている、成形型。

【請求項4】

請求項１または２において、
前記固定型の硬度は、前記第１プレートの硬度よりも大きく、
前記可動型の硬度は、前記第２プレートの硬度よりも大きい、成形型。

【請求項5】

請求項２において、
前記第２状態では、以下の第１条件および第２条件のうちの少なくとも一方を満たす、成形型。
前記第１条件：前記固定型のキャビティー面は、前記第１プレートの前記第２プレートと対向する第１対向面よりも、前記可動型側に位置している。
前記第２条件：前記可動型のキャビティー面は、前記第２プレートの前記第１プレートと対向する第２対向面よりも、前記固定型側に位置している。

【請求項6】

請求項２または５に記載の前記固定型および前記可動型を前記第１状態で取り付けた前記第１射出成形装置から前記キャビティーに向けて造形材料を射出して、第１成形品を成形する工程と、
請求項２または５に記載の前記固定型および前記可動型を前記第２状態で取り付けた前記第２射出成形装置から前記キャビティーに向けて前記造形材料を射出して、第２成形品を成形する工程と、
前記第１成形品と前記第２成形品とを比較して、前記第１射出成形装置および前記第２射出成形装置の少なくとも一方を評価する工程と、
を含む、射出成形装置の評価方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、成形型、および射出成形装置の評価方法に関する。

【背景技術】

【0002】

可塑化された材料を成形型のキャビティーに向けて射出し、硬化させることによって成形品を成形する射出成形装置が知られている。

【0003】

例えば特許文献１には、螺旋溝が形成され、略短円柱状をなすスクロールと、ヒーターが埋設された略円盤状のバレルと、を備えた射出成形装置が記載されている。特許文献１では、金型は、可動ダイプレートに取り付けられる可動金型ピースと、固定ダイプレートに取り付けられる固定金型ピートと、から構成されるカセット金型である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２－１３１１１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記のように、射出成形用の型は、射出成形装置に取り付けられて使用されるが、使用予定の射出成形装置が故障した場合や、射出成形装置のスペックを評価したい場合などに、他の射出成形装置でも使用できることが望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る成形型の一態様は、
固定型と、
前記固定型に対向する可動型と、
前記固定型が組み込まれる第１開口部が形成され、前記固定型を固定する第１プレートと、
前記可動型が組み込まれる第２開口部が形成され、前記可動型を固定する第２プレートと、
を含み、
前記固定型および前記可動型は、キャビティーを形成し、
前記固定型および前記可動型は、第１射出成形装置に取り付け可能な大きさを有し、
前記第１プレートおよび前記第２プレートは、前記第１射出成形装置と異なる第２射出成形装置に取り付け可能な大きさを有する。

【0007】

本発明に係る射出成形装置の評価方法の一態様は、
前記固定型および前記可動型を前記第１状態で取り付けた前記第１射出成形装置から前記キャビティーに向けて造形材料を射出して、第１成形品を成形する工程と、
前記固定型および前記可動型を前記第２状態で取り付けた前記第２射出成形装置から前記キャビティーに向けて前記造形材料を射出して、第２成形品を成形する工程と、
前記第１成形品と前記第２成形品とを比較して、前記第１射出成形装置および前記第２射出成形装置の少なくとも一方を評価する工程と、
を含む。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本実施形態に係る射出成形装置を模式的に示す側面図。

【図2】本実施形態に係る射出成形装置を模式的に示す断面図。

【図3】本実施形態に係る射出成形装置のフラットスクリューを模式的に示す斜視図。

【図4】本実施形態に係る射出成形装置のバレルを模式的に示す図。

【図5】本実施形態に係る成形型を模式的に示す斜視図。

【図6】本実施形態に係る射出成形装置を模式的に示す断面図。

【図7】本実施形態に係る固定型および可動型を模式的に示す斜視図。

【図8】本実施形態に係る射出成形装置を模式的に示す断面図。

【図9】本実施形態に係る射出成形装置の評価方法を説明するためのフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

【0010】

１． 射出成形装置
１．１． 全体の構成
まず、本実施形態に係る射出成形装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る射出成形装置１００を模式的に示す側面図である。なお、図１では、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を示している。Ｘ軸方向およびＹ軸方向は、例えば、水平方向である。Ｚ軸方向は、例えば、鉛直方向である。

【0011】

射出成形装置１００は、図１に示すように、例えば、材料供給部１０と、射出部２０と、型締部３０と、制御部４０と、を含む。

【0012】

材料供給部１０は、射出部２０に原料となる材料を供給する。材料供給部１０は、例えば、ホッパーによって構成されている。材料供給部１０から供給される材料の形状は、例えば、ペレット状、粉末状である。材料供給部１０から供給される材料は、例えば、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）樹脂である。

【0013】

射出部２０は、材料供給部１０から供給された材料を可塑化して、造形材料にする。そして、射出部２０は、可塑化された造形材料を、成形型５０のキャビティーに向けて射出する。

【0014】

なお、可塑化とは、溶融を含む概念であり、固体から流動性を有する状態に変化させることである。具体的には、ガラス転移が起こる材料の場合、可塑化とは、材料の温度をガラス転移点以上にすることである。ガラス転移が起こらない材料の場合、可塑化とは、材料の温度を融点以上にすることである。

【0015】

型締部３０は、射出成形装置１００に取り付けられる成形型５０の開閉を行う。型締部３０は、造形材料が冷却されて固化された後に、成形型５０を開く。これにより、成形品が外部に排出される。

【0016】

制御部４０は、例えば、プロセッサーと、主記憶装置と、外部との信号の入出力を行う入出力インターフェースと、を有するコンピューターによって構成されている。制御部４０は、例えば、主記憶装置に読み込んだプログラムをプロセッサーが実行することによって、種々の機能を発揮する。具体的には、制御部４０は、射出部２０および型締部３０を制御する。なお、制御部４０は、コンピューターではなく、複数の回路の組み合わせによ
って構成されてもよい。

【0017】

１．２． 具体的な構成
図２は、射出成形装置１００を模式的に示す図１のＩＩ－ＩＩ線断面図である。射出部２０は、図２に示すように、例えば、可塑化部６０と、射出機構７０と、ノズル８０と、を有している。

【0018】

可塑化部６０は、材料供給部１０から供給された材料を可塑化し、流動性を有するペースト状の造形材料を生成して射出機構７０へと導く。可塑化部６０は、例えば、スクリューケース６２と、駆動モーター６４と、フラットスクリュー１１０と、バレル１２０と、バレルケース１２１と、ヒーター１３０と、を有している。

【0019】

スクリューケース６２は、フラットスクリュー１１０を収容する筐体である。スクリューケース６２とバレル１２０とによって囲まれた空間に、フラットスクリュー１１０が収容されている。

【0020】

駆動モーター６４は、スクリューケース６２に接続されている。駆動モーター６４は、フラットスクリュー１１０を回転させる。駆動モーター６４は、例えば、サーボモーターである。駆動モーター６４のシャフト６６は、フラットスクリュー１１０に接続されている。駆動モーター６４は、制御部４０によって制御される。

【0021】

フラットスクリュー１１０は、回転軸Ｒに沿った方向の大きさが、回転軸Ｒに沿った方向と直交する方向の大きさよりも小さい略円柱形状を有している。図示の例では、回転軸Ｒに沿った方向は、Ｙ軸方向である。駆動モーター６４が発生させるトルクによって、フラットスクリュー１１０は、回転軸Ｒを中心に回転する。フラットスクリュー１１０は、主面１１１と、主面１１１とは反対側の溝形成面１１２と、主面１１１と溝形成面１１２とを接続する接続面１１３と、を有している。ここで、図３は、フラットスクリュー１１０を模式的に示す斜視図である。なお、便宜上、図３では、図２に示した状態とは上下の位置関係を逆向きとした状態を示している。

【0022】

フラットスクリュー１１０の溝形成面１１２には、図３に示すように、第１溝１１４が形成されている。第１溝１１４は、例えば、中央部１１５と、接続部１１６と、材料導入部１１７と、を有している。中央部１１５は、バレル１２０に形成された連通孔１２６と対向している。中央部１１５は、連通孔１２６と連通している。接続部１１６は、中央部１１５と材料導入部１１７とを接続している。図示の例では、接続部１１６は、中央部１１５から溝形成面１１２の外周に向かって渦状に形成されている。材料導入部１１７は、溝形成面１１２の外周に形成されている。すなわち、材料導入部１１７は、フラットスクリュー１１０の接続面１１３に形成されている。材料供給部１０から供給された材料は、材料導入部１１７から第１溝１１４に導入され、接続部１１６および中央部１１５を通って、バレル１２０に形成された連通孔１２６に搬送される。図示の例では、第１溝１１４は、２つ形成されている。

【0023】

なお、第１溝１１４の数は、特に限定されない。図示はしないが、第１溝１１４は、３つ以上形成されていてもよいし、１つだけ形成されていてもよい。

【0024】

また、図示はしないが、可塑化部６０は、フラットスクリュー１１０ではなく、側面に螺旋溝を有する長尺のインラインスクリューを有していてもよい。そして、可塑化部６０は、インラインスクリューの回転によって材料を可塑化してもよい。

【0025】

バレル１２０は、図２に示すように、フラットスクリュー１１０に対向して設けられて
いる。図示の例では、バレル１２０は、バレルケース１２１に収容されている。バレル１２０は、フラットスクリュー１１０の溝形成面１１２に対向する対向面１２２を有している。対向面１２２は、Ｙ軸方向において、溝形成面１１２と対向している。対向面１２２の中心には、連通孔１２６が形成されている。ここで、図４は、バレル１２０を模式的に示す図である。

【0026】

バレル１２０の対向面１２２には、図４に示すように、第２溝１２４と、連通孔１２６と、が形成されている。第２溝１２４は、複数形成されている。図示の例では、６つの第２溝１２４が形成されているが、その数は、特に限定されない。複数の第２溝１２４は、Ｙ軸方向からみて、連通孔１２６の周りに形成されている。第２溝１２４は、一端が連通孔１２６に接続され、連通孔１２６から対向面１２２の外周に向かって渦状に延びている。第２溝１２４は、造形材料を連通孔１２６に導く機能を有している。連通孔１２６は、可塑化された材料をバレル１２０の外部に流出させる。

【0027】

なお、第２溝１２４の形状は、特に限定されず、例えば、直線状であってもよい。また、第２溝１２４の一端は、連通孔１２６に接続されていなくてもよい。さらに、第２溝１２４は、対向面１２２に形成されていなくてもよい。ただし、連通孔１２６に造形材料を効率よく導くことを考慮すると、第２溝１２４は、対向面１２２に形成されていることが好ましい。

【0028】

ヒーター１３０は、図２に示すように、バレル１２０に設けられている。ヒーター１３０は、フラットスクリュー１１０とバレル１２０との間に供給された材料を加熱する。ヒーター１３０は、第１溝１１４に供給された材料を加熱する。ヒーター１３０は、制御部４０によって制御される。可塑化部６０は、フラットスクリュー１１０、バレル１２０、およびヒーター１３０によって、材料を連通孔１２６に向かって搬送しながら加熱して造形材料を生成し、生成された造形材料を、連通孔１２６から射出機構７０へと流出させる。なお、ヒーター１３０は、バレル１２０ではなく、例えば、バレル１２０の下方に設けられていてもよい。

【0029】

射出機構７０は、例えば、シリンダー７２と、プランジャー７４と、プランジャー駆動モーター７６と、を有している。シリンダー７２は、連通孔１２６に接続された略円筒状の部材である。プランジャー７４は、シリンダー７２の内部を移動する。プランジャー７４は、プランジャー駆動モーター７６によって駆動される。プランジャー駆動モーター７６は、制御部４０によって制御される。なお、シリンダー７２は、連通孔１２６よりも下流の流路に接続されていてもよい。

【0030】

射出機構７０は、プランジャー７４をシリンダー７２内で摺動させることによって、計量操作および射出操作を実行する。計量操作とは、連通孔１２６から離れる－Ｘ軸方向にプランジャー７４を移動させることによって、連通孔１２６に位置する造形材料をシリンダー７２内へと導いて、シリンダー７２内において計量する操作を指す。射出操作とは、連通孔１２６へ近付く＋Ｘ軸方向にプランジャー７４を移動させることによって、シリンダー７２内の造形材料を、ノズル８０を介して成形型５０のキャビティー５２に射出する操作を指す。

【0031】

ノズル８０には、連通孔１２６と連通しているノズル孔８２が形成されている。ノズル８０は、可塑化部６０から供給された造形材料を、キャビティー５２に向けて射出する。具体的には、上述した計量操作および射出操作が実行されることによって、シリンダー７２内で計量された造形材料が、射出機構７０から連通孔１２６を介してノズル孔８２へと送られる。そして、造形材料は、ノズル孔８２からキャビティー５２へと射出される。

【0032】

型締部３０は、例えば、型駆動部３２と、ボールねじ部３４と、を有している。型駆動部３２は、例えば、モーター、ギアなどによって構成されている。型駆動部３２は、ボールねじ部３４を介して成形型５０に接続されている。型駆動部３２は、制御部４０によって制御される。ボールねじ部３４は、型駆動部３２の駆動による動力を、成形型５０の可動型１５０に伝達する。型締部３０は、型駆動部３２およびボールねじ部３４によって可動型１５０を移動させることによって、成形型５０の開閉を行う。

【0033】

１．３． 成形型
図５は、成形型５０を模式的に示す分解斜視図である。図６は、図２に示す射出成形装置１００に取り付けられた成形型５０周辺の拡大図である。

【0034】

成形型５０は、図５および図６に示すように、例えば、固定型１４０と、可動型１５０と、第１プレート１６０と、第２プレート１７０と、基板１８０と、第１支持板１９０と、第２支持板１９２と、を含む。

【0035】

固定型１４０は、図６に示すように、第１支持板１９０を介して、バレルケース１２１に固定されている。固定型１４０および可動型１５０は、キャビティー５２を形成する。キャビティー５２は、成形品の形状に相当する空間である。

【0036】

固定型１４０は、第１キャビティー面１４２を有している。第１キャビティー面１４２は、キャビティー５２を規定する。図６に示す例では。第１キャビティー面１４２は、＋Ｙ軸方向を向いている。

【0037】

固定型１４０には、開口部１４４が形成されている。開口部１４４は、固定型１４０を貫通している。開口部１４４には、射出成形装置１００のノズル８０に接するノズル接触部９０ａが嵌め込まれている。ノズル接触部９０ａは、ノズル８０の形状に対応している。具体的には、ノズル接触部９０ａは、ノズル８０の先端８４と係合する係合部９２ａを有している。係合部９２ａは、先端８４と接している。ノズル接触部９０ａには、ノズル孔８２とキャビティー５２とを連通させる流路９４ａが形成されている。造形材料は、ノズル孔８２から流路９４ａを通ってキャビティー５２に射出される。ノズル接触部９０ａは、ホットランナーであってもよいし、コールドランナーであってもよい。

【0038】

固定型１４０の材質は、例えば、合金鋼などの金属、セラミックなどである。固定型１４０に用いられる合金鋼としては、例えば、ニッケル、アルミニウム、および銅が添加されたＮＡＫ（登録商標）が挙げられる。

【0039】

可動型１５０は、固定型１４０に対向する。可動型１５０は、型締部３０によってタイバー３６に沿って移動する。図示の例では、可動型１５０は、Ｙ軸方向に移動する。可動型１５０は、固定型１４０に対して進退する。

【0040】

可動型１５０は、第２キャビティー面１５２を有している。第２キャビティー面１５２は、キャビティー５２を規定する。図６に示す例では、第２キャビティー面１５２は、－Ｙ軸方向を向いている。第２キャビティー面１５２は、第１キャビティー面１４２と接する。第２キャビティー面１５２は、例えば、第１キャビティー面１４２と平行である。可動型１５０の材質は、例えば、固定型１４０と同じである。

【0041】

第１プレート１６０は、固定型１４０を固定する。第１プレート１６０には、図５に示すように、固定型１４０を固定する第１固定部１６２が設けられている。図示の例では、第１固定部１６２は、固定型１４０を挟持する構造を有している。具体的には、第１固定部１６２は、固定型１４０に設けられた不図示の固定型側係合部に係合する固定部側係合
部を有している。固定部側係合部は、固定型側係合部に対してオーバーハングする形状を有している。その他、第１固定部１６２は、ボルトであって、ボルトによって固定型１４０を第１プレート１６０に固定してもよい。第１プレート１６０には、固定型１４０が組み込まれる第１開口部１６４が形成されている。第１開口部１６４は、固定型１４０に対応する形状を有している。なお、第１開口部１６４と、固定型１４０との大きさは一致していなくてもよく、第１開口部１６４に固定型１４０が組み込まれた状態において、第１開口部１６４と、固定型１４０との間に隙間を有していてもよい。この場合、第１開口部１６４は、固定型１４０に対応する形状を有していなくてもよい。

【0042】

第１プレート１６０は、第１対向面１６６を有している。第１開口部１６４は、第１対向面１６６に形成されている。第１対向面１６６は、第２プレート１７０と対向する面である。図６に示す例では、第１対向面１６６は、＋Ｙ軸方向を向いている。第１対向面１６６は、例えば、固定型１４０の第１キャビティー面１４２と面一である。

【0043】

第１プレート１６０には、図５に示すように、第１嵌合部１６８が設けられている。図示の例では、第１嵌合部１６８は、第１対向面１６６に形成された凹部である。第１嵌合部１６８は、例えば、第１対向面１６６の四隅に設けられている。第１嵌合部１６８は、第２プレート１７０に設けられた第２嵌合部１７８と嵌合する。

【0044】

第１プレート１６０の材質は、例えば、炭素および鋼を含むＳＣ材などの金属、セラミック、樹脂などである。第１プレート１６０に用いられるＳＣ材としては、例えば、Ｓ５５Ｃ、Ｓ５０Ｃ、Ｓ４５Ｃが挙げられる。固定型１４０の硬度は、例えば、第１プレート１６０の硬度よりも大きい。

【0045】

第２プレート１７０は、可動型１５０を固定する。第２プレート１７０には、図５に示すように、可動型１５０を固定する第２固定部１７２が設けられている。第２固定部１７２は、例えば、可動型１５０を挟持している。第２固定部１７２は、第１固定部と同様な構造を有する。第２プレート１７０には、可動型１５０が嵌め込まれる第２開口部１７４が形成されている。第２開口部１７４は、可動型１５０に対応する形状を有している。第２プレート１７０は、第１プレート１６０と離隔している。なお、第２開口部１７４と、可動型１５０との大きさは一致していなくてもよく、第２開口部１７４に可動型１５０が組み込まれた状態において、第２開口部１７４と、可動型１５０との間に隙間を有していてもよい。この場合、第２開口部１７４は、可動型１５０に対応する形状を有していなくてもよい。

【0046】

第２プレート１７０は、第２対向面１７６を有している。第２開口部１７４は、第２対向面１７６に形成されている。第２対向面１７６は、第１プレート１６０と対向する面である。第２対向面１７６は、例えば、第１対向面１６６と平行である。図６に示す例では、第２対向面１７６は、－Ｙ軸方向を向いている。可動型１５０の第２キャビティー面１５２は、第２対向面１７６よりも固定型１４０側に位置している。図示の例では、第２キャビティー面１５２は、固定型１４０と接している。

【0047】

第２プレート１７０には、図５に示すように、第２嵌合部１７８が設けられている。図示の例では、第２嵌合部１７８は、第２対向面１７６に設けられた凸部である。第２嵌合部１７８は、例えば、第２対向面１７６の四隅に設けられている。第２嵌合部１７８は、第１プレート１６０に設けられた第１嵌合部１６８と嵌合する。なお、図示はしないが、第１嵌合部１６８は、第１対向面１６６に設けられた凸部であり、第２嵌合部１７８は、第２対向面１７６に形成された凹部であってもよい。

【0048】

第２プレート１７０の材質は、例えば、第１プレート１６０と同じである。可動型１５
０の硬度は、例えば、第２プレート１７０の硬度よりも大きい。硬度とは、本実施形態においてビッカース硬さ（ＨＶ）のことをいう。

【0049】

基板１８０は、図６に示すように、例えば、可動型１５０に取り付けられている。基板１８０は、例えば、第２プレート１７０に固定されている。基板１８０は、例えば、第２開口部１７４に嵌め込まれている。図示の例では、基板１８０には、エジェクターピン１８２が取り付けられている。エジェクターピン１８２は、例えば、キャビティー５２の一部を規定している。基板１８０は、可動型１５０に対して進退可能に構成されている。エジェクターピン１８２は、成形品をキャビティー５２から排出させる。

【0050】

第１支持板１９０は、固定型１４０を支持している。第１支持板１９０は、固定型１４０とバレルケース１２１との間に設けられている。ノズル接触部９０ａは、第１支持板１９０、第１プレート１６０、および固定型１４０を貫通している。

【0051】

第２支持板１９２は、第２プレート１７０および基板１８０を支持している。第２支持板１９２は、第２プレート１７０および基板１８０と、型締部３０と、の間に設けられている。図示の例では、ボールねじ部３４は、第２支持板１９２を貫通している。

【0052】

ここで、図７は、固定型１４０および可動型１５０を模式的に示す斜視図である。図８は、射出成形装置２００に取り付けられた固定型１４０および可動型１５０を模式的に示す断面図である。

【0053】

固定型１４０および可動型１５０は、図７に示すように、固定型１４０が第１プレート１６０に固定されず、かつ、可動型１５０が第２プレート１７０に固定されていない第１状態で、図８に示すように、射出成形装置２００に取り付けられて使用される。さらに、固定型１４０および可動型１５０は、図５に示すように、固定型１４０が第１プレート１６０に固定され、かつ、可動型１５０が第２プレート１７０に固定された第２状態で、図６に示すように、射出成形装置１００に取り付けられて使用される。

【0054】

射出成形装置２００は、射出成形装置１００と異なる射出成形装置である。射出成形装置１００は、例えば、射出成形装置２００よりも大型の射出成形装置である。射出成形装置１００の型締め力は、例えば、３０トン以上である。射出成形装置２００は、例えば、射出成形装置１００よりも小型の射出成形装置である。射出成形装置２００の型締め力は、例えば、２０トン以下である。射出成形装置２００の型締め力は、１０トン以下であってもよい。

【0055】

射出成形装置１００および射出成形装置２００は、同じ構成を有していて、大きさが異なっていてもよいし、異なる構成を有していて、大きさが異なっていてもよい。図示はしないが、例えば、射出成形装置１００は、インラインスクリューを有し、射出成形装置２００は、フラットスクリューを有していてもよい。

【0056】

第１プレート１６０および第２プレート１７０は、射出成形装置１００に取り付け可能な大きさを有している。第１プレート１６０および第２プレート１７０は、例えば、規格化された大きさを有している。固定型１４０および可動型１５０は、第１状態では、射出成形装置１００に取り付けられない。

【0057】

固定型１４０および可動型１５０は、射出成形装置２００に取り付け可能な大きさを有している。固定型１４０および可動型１５０は、第２状態では、射出成形装置２００に取り付けられない。

【0058】

固定型１４０に形成された開口部１４４には、図６および図８に示すように、射出成形装置１００のノズル８０に接するノズル接触部９０ａと、射出成形装置２００のノズル８０に接するノズル接触部９０ｂとが、交換可能に組み込まれる。ノズル接触部９０a，９０ｂは、ボルトによって開口部１４４に固定されてもよい。図８に示すように、ノズル接触部９０ｂは、射出成形装置２００のノズル８０の形状に対応している。ノズル接触部９０ｂには、ノズル孔８２とキャビティー５２とを連通させる流路９４ｂが形成されている。造形材料は、ノズル孔８２から流路９４ｂを通ってキャビティー５２に射出される。なお、開口部１４４と、ノズル接触部９０a，９０ｂとの大きさは一致していなくてもよく、開口部１４４にノズル接触部９０aが組み込まれた状態において、開口部１４４と、ノズル接触部９０aとの間に隙間を有していてもよいし、開口部１４４にノズル接触部９０ｂが組み込まれた状態において、開口部１４４と、ノズル接触部９０ｂとの間に隙間を有していてもよい。

【0059】

射出成形装置１００のノズル８０の形状と、射出成形装置２００のノズル８０の形状とは、図６および図８に示すように、異なる。射出成形装置１００のノズル８０および射出成形装置２００のノズル８０は、ともにホットランナーであってもよいし、ともにコールドランナーであってもよいし、一方がホットランナーで、他方がコールドランナーであってもよい。

【0060】

なお、図示はしないが、固定型１４０の第１キャビティー面１４２が、第１プレート１６０の第１対向面１６６よりも、可動型１５０側に位置し、可動型１５０の第２キャビティー面１５２が、第２プレート１７０の第２対向面１７６と面一であってもよい。また、第１キャビティー面１４２が第１対向面１６６よりも可動型１５０側に位置し、かつ、第２キャビティー面１５２が第２対向面１７６よりも固定型１４０側に位置してもよい。このように、第２状態では、成形型５０は、下記の第１条件および第２条件の少なくとも一方を満たしてもよい。

【0061】

第１条件：固定型１４０の第１キャビティー面１４２は、第１プレート１６０の第２プレート１７０と対向する第１対向面１６６よりも、可動型１５０側に位置している。
第２条件：可動型１５０の第２キャビティー面１５２は、第２プレート１７０の第１プレート１６０と対向する第２対向面１７６よりも、固定型１４０側に位置している。

【0062】

１．４． 作用効果
成形型５０では、固定型１４０と、固定型１４０に対向する可動型１５０と、固定型１４０が組み込まれる第１開口部１６４が形成され、固定型１４０を固定する第１プレート１６０と、可動型１５０が組み込まれる第２開口部１７４が形成され、可動型１５０を固定する第２プレート１７０と、を含む。固定型１４０および可動型１５０は、キャビティー５２を形成する。固定型１４０および可動型１５０は、第１射出成形装置としての射出成形装置２００に取り付け可能な大きさを有する。第１プレート１６０および第２プレート１７０は、射出成形装置２００と異なる第２射出成形装置としての射出成形装置１００に取り付け可能な大きさを有する。そのため、成形型５０では、射出成形装置２００で使用される固定型１４０および可動型１５０を、射出成形装置１００で使用できる。

【0063】

成形型５０では、固定型１４０および可動型１５０は、固定型１４０が第１プレート１６０に固定されず、かつ、可動型１５０が第２プレート１７０に固定されていない第１状態で、射出成形装置２００に取り付けられて使用され、固定型１４０が第１プレート１６０に固定され、かつ、可動型１５０が第２プレート１７０に固定された第２状態で、射出成形装置１００に取り付けられて使用される。このように、成形型５０では、射出成形装置２００で使用される固定型１４０および可動型１５０を、射出成形装置１００で使用できる。

【0064】

成形型５０では、第１ノズルとしての射出成形装置２００のノズル８０の形状と、第２ノズルとしての射出成形装置１００のノズル８０の形状とは、異なる。固定型１４０には、射出成形装置２００のノズル８０に接しノズル８０の形状に対応する第１ノズル接触部としてのノズル接触部９０ｂと、射出成形装置１００のノズル８０に接しノズル８０の形状に対応する第２ノズル接触部としてのノズル接触部９０ａが、交換可能に組み込まれる開口部１４４が形成されている。そのため、成形型５０では、射出成形装置１００のノズル８０の形状が射出成形装置２００のノズル８０の形状と異なっていても、射出成形装置２００で使用される固定型１４０および可動型１５０を、射出成形装置１００で使用できる。

【0065】

成形型５０では、固定型１４０の硬度は、第１プレート１６０の硬度よりも大きく、可動型１５０の硬度は、第２プレート１７０の硬度よりも大きい。そのため、成形型５０では、第１プレート１６０および第２プレート１７０を安価に製造できる。第１プレート１６０および第２プレート１７０は、型締め時に互いに接触しないため、硬度を小さくすることができる。

【0066】

成形型５０では、第２状態において、上記の第１条件および第２条件のうちの少なくとも一方を満たす。そのため、成形型５０では、型締め時に、第１プレート１６０および第２プレート１７０が互いに接触することを抑制できる。これにより、第１プレート１６０および第２プレート１７０の衝突による破損を抑制できる。

【0067】

２． 射出成形装置の評価方法
次に、本実施形態に係る射出成形装置の評価方法について、図面を参照しながら説明する。図９は、本実施形態に係る射出成形装置の評価方法を説明するためのフローチャートである。

【0068】

まず、図９に示すように、ステップＳ１として、固定型１４０および可動型１５０を第１状態で取り付けた射出成形装置２００からキャビティー５２に向けて造形材料を射出して、第１成形品を形成する。

【0069】

具体的には、図８に示すように、固定型１４０の開口部１４４にノズル接触部９０ｂを嵌め込む。そして、固定型１４０が第１プレート１６０に固定されず、かつ、可動型１５０が第２プレート１７０に固定されない第１状態で、固定型１４０および可動型１５０を、射出成形装置２００に取り付ける。その後、射出成形装置２００を駆動させて、キャビティー５２に向けて造形材料を射出して第１成形品を形成する。

【0070】

次に、ステップＳ２として、固定型１４０および可動型１５０を第２状態で取り付けた射出成形装置１００からキャビティー５２に向けて造形材料を射出して、第２成形品を形成する。

【0071】

具体的には、射出成形装置２００から固定型１４０および可動型１５０を取り外す。固定型１４０を第１プレート１６０に固定する。可動型１５０を第２プレート１７０に固定する。固定型１４０の開口部１４４からノズル接触部９０ｂを取り外し、図６に示すように、開口部１４４にノズル接触部９０ａを嵌め込む。そして、固定型１４０が第１プレート１６０に固定され、かつ、可動型１５０が第２プレート１７０に固定された第２状態で、固定型１４０および可動型１５０を、射出成形装置１００に取り付ける。その後、射出成形装置１００を駆動させて、キャビティー５２に向けて造形材料を射出して第２成形品を形成する。

【0072】

次に、ステップＳ３として、ステップＳ１で成形された第１成形品と、ステップＳ２で成形された第２成形品と、を比較して、射出成形装置１００および射出成形装置２００の少なくとも一方を評価する。

【0073】

具体的には、第１成形品および第２成形品の質量、体積、引っ張り強度、品質、形状などを比較する。そして、これらの比較から、射出成形装置１００および射出成形装置２００のスペックを評価する。例えば、第２成形品の引っ張り強度の方が、第１成形品の引っ張り強度よりも大きい場合、射出成形装置２００のスペックは、射出成形装置１００のスペックよりも高いといえる。引っ張り強度は、射出成形装置１００，２００が原料に与える熱に起因する。

【0074】

本実施形態に係る射出成形装置の評価方法では、固定型１４０および可動型１５０を第１状態で取り付けた射出成形装置２００から、キャビティー５２に向けて造形材料を射出して第１成形品を形成する工程と、固定型１４０および可動型１５０を第２状態で取り付けた射出成形装置１００からキャビティー５２に向けて造形材料を射出して、第２成形品を形成する工程と、第１成形品と第２成形品とを比較して、射出成形装置１００および射出成形装置２００の少なくとも一方を評価する工程と、を含む。そのため、第１成形品および第２成形品を、同じ固定型１４０および可動型１５０を用いて成形することができる。これにより、射出成形装置１００および射出成形装置２００の少なくとも一方を、より正確に評価することができる。

【0075】

例えば、第１成形品および第２成形品を、別々の固定型および可動型を用いて成形した場合は、第１成形品および第２成形品の品質などが固定型および可動型の影響を受ける。そのため、射出成形装置自体の評価が難しい。

【0076】

３． 射出成形装置に供給される材料
上述した射出成形装置１００では、材料供給部１０から供給される材料は、ＡＢＳ樹脂であったが、これに限定されない。

【0077】

材料供給部１０から供給される材料としては、熱可塑性を有する材料、金属材料、セラミック材料等の種々の材料を主材料とした材料を挙げることができる。ここで、「主材料」とは、射出成形装置で成形される成形品の形状を形作っている中心となる材料を意味し、成形品において５０質量％以上の含有率を占める材料を意味する。上述した材料には、それらの主材料を単体で溶融したものや、主材料とともに含有される一部の成分が溶融してペースト状にされたものが含まれる。

【0078】

熱可塑性を有する材料としては、例えば、熱可塑性樹脂を用いることができる。熱可塑性樹脂としては、例えば、汎用エンジニアリングプラスチック、スーパーエンジニアリングプラスチックが挙げられる。

【0079】

汎用エンジニアリングプラスチックとしては、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリアセタール（ＰＯＭ ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレートが挙げられる。

【0080】

スーパーエンジニアリングプラスチックとしては、例えば、ポリサルフォン（ＰＳＵ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）が挙げられる。

【0081】

熱可塑性を有する材料には、顔料や、金属、セラミック、その他に、ワックス、難燃剤、酸化防止剤、熱安定剤などの添加剤等が混入されていてもよい。熱可塑性を有する材料は、可塑化部６０において、フラットスクリュー１１０の回転と、ヒーター１３０の加熱と、によって可塑化されて溶融した状態に転化される。また、そのように生成された造形材料は、ノズル８０から堆積された後、温度の低下によって硬化する。熱可塑性を有する材料は、そのガラス転移点以上に加熱されて完全に溶融した状態でノズル８０から吐出されることが望ましい。

【0082】

可塑化部６０では、上述した熱可塑性を有する材料の代わりに、例えば、金属材料が主材料として用いられてもよい。この場合には、金属材料を粉末状にした粉末材料に、造形材料の生成の際に溶融する成分が混合されて、可塑化部６０に投入されることが望ましい。

【0083】

金属材料としては、例えば、マグネシウム（Ｍｇ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）やクロム（Ｃｒ）、アルミニウム （Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）の単一の金属、もしくはこれらの金属を１つ以上含む合金、また、マルエージング鋼、ステンレス鋼、コバルトクロムモリブデン、チタニウム合金、ニッケル合金、アルミニウム合金、コバルト合金、コバルトクロム合金が挙げられる。

【0084】

可塑化部６０においては、上記の金属材料の代わりに、セラミック材料を主材料として用いることが可能である。セラミック材料としては、例えば、二酸化ケイ素、二酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムなどの酸化物セラミックや、窒化アルミニウムなどの非酸化物セラミックなどが挙げられる。

【0085】

材料供給部１０から供給される金属材料やセラミック材料の粉末材料は、単一の金属の粉末や合金の粉末、セラミック材料の粉末を、複数種類、混合した混合材料であってもよい。また、金属材料やセラミック材料の粉末材料は、例えば、上述の熱可塑性樹脂、あるいは、それ以外の熱可塑性樹脂によってコーティングされていてもよい。この場合には、可塑化部６０において、その熱可塑性樹脂が溶融して流動性が発現されるものとしてもよい。

【0086】

材料供給部１０から供給される金属材料やセラミック材料の粉末材料には、例えば、溶剤を添加することもできる。溶剤としては、例えば、水；エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の（ポリ）アルキレングリコールモノアルキルエーテル類；酢酸エチル、酢酸ｎ－プロピル、酢酸ｉｓｏ－プロピル、酢酸ｎ－ブチル、酢酸ｉｓｏ－ブチル等の酢酸エステル類；ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類；メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、エチル－ｎ－ブチルケトン、ジイソプロピルケトン、アセチルアセトン等のケトン類；エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類；テトラアルキルアンモニウムアセテート類；ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド等のスルホキシド系溶剤；ピリジン、γ－ピコリン、２，６－ルチジン等のピリジン系溶剤；テトラアルキルアンモニウムアセテート（例えば、テトラブチルアンモニウムアセテート等）；ブチルカルビトールアセテート等のイオン液体等が挙げられる。

【0087】

その他に、材料供給部１０から供給される金属材料やセラミック材料の粉末材料には、例えば、バインダーが添加されていてもよい。バインダーとしては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、セルロース系樹脂或いはその他の合成樹脂またはＰＬＡ、ＰＡ、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ、あるいはその他の熱可塑性樹脂が挙げられる。

【0088】

上述した実施形態および変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。

【0089】

本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成、例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

【0090】

上述した実施形態および変形例から以下の内容が導き出される。

【0091】

成形型の一態様は、
固定型と、
前記固定型に対向する可動型と、
前記固定型が組み込まれる第１開口部が形成され、前記固定型を固定する第１プレートと、
前記可動型が組み込まれる第２開口部が形成され、前記可動型を固定する第２プレートと、
を含み、
前記固定型および前記可動型は、キャビティーを形成し、
前記固定型および前記可動型は、第１射出成形装置に取り付け可能な大きさを有し、
前記第１プレートおよび前記第２プレートは、前記第１射出成形装置と異なる第２射出成形装置に取り付け可能な大きさを有する。

【0092】

この成形型によれば、第１射出成形装置で使用される固定型および可動型を、第２射出成形装置で使用できる。

【0093】

成形型の一態様において、
前記固定型および前記可動型は、
前記固定型が前記第１プレートに固定されず、かつ、前記可動型が前記第２プレートに固定されない第１状態で、前記第１射出成形装置に取り付けられて使用され、
前記固定型が前記第１プレートに固定され、かつ、前記可動型が前記第２プレートに固定された第２状態で、前記第２射出成形装置に取り付けられて使用されてもよい。

【0094】

この成形型によれば、第１射出成形装置で使用される固定型および可動型を、第２射出成形装置で使用できる。

【0095】

成形型の一態様において、
前記第１射出成形装置の第１ノズルの形状と、前記第２射出成形装置の第２ノズルの形状とは、異なり、
前記固定型には、前記第１ノズルに接し前記第１ノズルの形状に対応する第１ノズル接触部と、前記第２ノズルに接し前記第２ノズルの形状に対応する第２ノズル接触部とが、交換可能に組み込まれる開口部が形成されてもよい。

【0096】

この成形型によれば、第２ノズルの形状が第１ノズルの形状と異なっていても、第１射出成形装置で使用される固定型および可動型を、第２射出成形装置で使用できる。

【0097】

成形型の一態様において、
前記固定型の硬度は、前記第１プレートの硬度よりも大きく、
前記可動型の硬度は、前記第２プレートの硬度よりも大きくてもよい。

【0098】

この成形型によれば、第１プレートおよび第２プレートを安価に製造できる。

【0099】

成形型の一態様において、
前記第２状態では、以下の第１条件および第２条件のうちの少なくとも一方を満たしてもよい。
前記第１条件：前記固定型のキャビティー面は、前記第１プレートの前記第２プレートと対向する第１対向面よりも、前記可動型側に位置している。
前記第２条件：前記可動型のキャビティー面は、前記第２プレートの前記第１プレートと対向する第２対向面よりも、前記固定型側に位置している。

【0100】

この成形型によれば、型締め時に、第１プレートおよび第２プレートが互いに接触することを抑制できる。

【0101】

射出成形装置の評価方法の一態様は、
前記固定型および前記可動型を前記第１状態で取り付けた前記第１射出成形装置から前記キャビティーに向けて造形材料を射出して、第１成形品を成形する工程と、
前記固定型および前記可動型を前記第２状態で取り付けた前記第２射出成形装置から前記キャビティーに向けて前記造形材料を射出して、第２成形品を成形する工程と、
前記第１成形品と前記第２成形品とを比較して、前記第１射出成形装置および前記第２射出成形装置の少なくとも一方を評価する工程と、
を含む。

【0102】

この射出成形装置の評価方法によれば、第１射出成形装置および第２射出成形装置の少なくとも一方を、より正確に評価することができる。

【符号の説明】

【0103】

１０…材料供給部、２０…射出部、３０…型締部、３２…型駆動部、３４…ボールねじ部、３６…タイバー、４０…制御部、５０…成形型、５２…キャビティー、６０…可塑化部、６２…スクリューケース、６４…駆動モーター、７０…射出機構、７２…シリンダー、７４…プランジャー、７６…プランジャー駆動モーター、８０…ノズル、８２…ノズル孔、８４…先端、９０ａ，９０ｂ…ノズル接触部、９２ａ…係合部、９４ａ，９４ｂ…流路、１００…射出成形装置、１１０…フラットスクリュー、１１１…主面、１１２…溝形成面、１１３…接続面、１１４…第１溝、１１５…中央部、１１６…接続部、１１７…材料導入部、１２０…バレル、１２２…対向面、１２４…第２溝、１２６…連通孔、１３０…ヒーター、１４０…固定型、１４２…第１キャビティー面、１４４…開口部、１５０…可動型、１５２…第２キャビティー面、１６０…第１プレート、１６２…第１固定部、１６４…第１開口部、１６６…第１対向面、１６８…第１嵌合部、１７０…第２プレート、１７２…第２固定部、１７４…第２開口部、１７６…第２対向面、１７８…第２嵌合部、１８０…基板、１８２…エジェクターピン、１９０…第１支持板、１９２…第２支持板、２００…射出成形装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】