立式注塑成型机及使用立式注塑成型机的复合成型体的成型方法与流程

本发明涉及一种具备由沿铅垂方向进行模开闭的上侧模具及下侧模具构成的模具的立式注塑成型机及立式注塑成型机中的复合成型体的成型方法，并涉及一种对载置于模具内的纤维树脂基材，从注塑喷嘴向模具的型腔注塑填充可成为产品主体的树脂，一体成型产品主体树脂与纤维树脂基材，制造复合成型体的立式注塑成型机及使用立式注塑成型机复合成型体的成型方法，尤其，涉及一种对载置于模具内的长纤维树脂片，从注塑喷嘴向模具的型腔注塑填充可成为产品主体的树脂，一体成型产品主体树脂与长纤维树脂片，制造复合成型体的立式注塑成型机及使用立式注塑成型机的复合成型体的成型方法。

背景技术：

在从以往使用的一般的注塑成型机中，向加热缸内输送原料即粒状的热塑性树脂，通过设置于加热缸内的螺杆的旋转来熔融树脂的同时，向螺杆前端的喷嘴侧送出规定量的熔融树脂，通过使螺杆前进而从在该螺杆的前端侧中设置的注塑喷嘴向闭模的模具的型腔内注塑熔融树脂，从模具取出固化的成型体，由此进行成型体的制造。

然而，近年来，为了实现成型体的高强度，广泛普及有如下制造成型体的技术，该成型体中，作为成型体的材料，除了热塑性树脂，由在热塑性树脂中混合碳纤维的碳纤维增强塑料(cfrp)等复合材料构成。作为与这种现有技术相关的技术，在专利文献1中公开有如下塑化装置：在加热缸内通过螺杆的旋转将混合热塑性树脂与增强用纤维的纤维增强热塑性树脂混炼，并使增强用纤维断裂为数毫米左右之后，向模具的型腔注塑纤维增强热塑性树脂，制造由纤维增强热塑性树脂构成的成型体。

并且，在旋转台上搭载多个下模，在模开闭/注塑站，将设置于该模开闭/注塑站的上模与移送到模开闭/注塑站的下模进行合模，合模之后，向模具内注塑并填充熔融树脂，另一方面，在推顶站，从移动至该推顶站的下模进行成型品的顶出(推顶)的立式注塑成型机已经众所周知。具备这种旋转台的立式注塑成型机中，能够同时进行模开闭/注塑站中的闭模(合模)→注塑→计量→开模及推顶站中的推顶前进→推顶后退，由此，能够实现成型周期的缩短化。并且，在这种立式注塑成型机的推顶站，对于取出成型品之后，能够在下模上将用于嵌入成型的嵌入物品进行装填(载置、定位)的嵌入成型，例如，也在专利文献2中众所周知。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11-034131号公报

专利文献2：日本特开2007-055097号公报

技术实现要素：

发明要解决的技术课题

如专利文献1所示，获得由数毫米左右的比较短纤维的纤维增强热塑性树脂构成的成型体的方法众所周知，但欲获得将50毫米或者100毫米以上等比较长形状的纤维与树脂一体化的产品的情况下，以专利文献1的方法，会在加热缸内使纤维被断裂为数毫米左右，因此不适合。并且，并不是想不到在模具的型腔内预先配置加热软化的长纤维树脂片，向设有该长纤维树脂片的模具的型腔内注塑树脂，获得使长纤维与树脂一体化的产品的想法，但在一般的注塑成型机中，构成为可动模具相对于固定模具沿水平方向进行模开闭，因此例如，一体成型可成为产品主体的树脂与浸渍树脂的长纤维树脂片时，在固定模具与可动模具之间的规定位置上，必需使通过加热软化的长纤维树脂片以竖立的状态保持，这种情况下，通过加热软化的长纤维树脂片，其上部等会因自重下垂而折弯，由此可能会导致不良成型。

本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于，提供一种在一体成型可成为产品主体的树脂与长纤维树脂片时，抑制在该一体成型的复合成型体中产生不良成型的立式注塑成型机及立式注塑成型机中的复合成型体的成型方法。

用于解决技术课题的手段

本发明的立式注塑成型机，其具备：转台，将轴心方向作为铅垂方向而旋转自如地设置；下侧模具，设置于该转台的上表面；及上侧模具，与该下侧模具进行模开闭，且沿铅垂方向进行模开闭，其中，将所述下侧模具与所述上侧模具闭模时，通过所述下侧模具与所述上侧模具，形成插入从纤维树脂基材与注塑单元注塑的树脂的空间，以所述下侧模具面对所述纤维树脂基材的平面部的方式载置的情况下，将与所述下侧模具面对的所述纤维树脂基材的所述平面部设为下表面，将其相反面设为上表面时，使该纤维树脂基材的上下表面方向与所述上侧模具和所述下侧模具的模开闭方向一致。

本发明的立式注塑成型机具备输送装置，所述输送装置以所述下侧模具面对所述纤维树脂基材的平面部的方式载置该纤维树脂基材。

本发明的立式注塑成型机具备加热器，所述加热器对载置于所述下侧模具的所述纤维树脂基材进行加热。

本发明的立式注塑成型机在所述下侧模具上载置所述纤维树脂基材时，在与该纤维树脂基材的所述上表面面对的位置升降自如地设置所述加热器。

本发明的立式注塑成型机中，所述纤维为玻璃纤维和/或碳纤维。

本发明的立式注塑成型机中的复合成型体的成型方法中，在所述下侧模具上载置所述纤维树脂基材之后，通过旋转所述旋转台将载置有该纤维树脂基材的所述下侧模具移动到与所述上侧模具面对的合模位置，在该合模位置将所述上侧模具与所述下侧模具合模，对配设于这些之间的所述纤维树脂基材进行冲压而使其成型为规定形状，通过从注塑单元向具有成型为该规定形状的所述纤维树脂基材的，所述上侧模具与所述下侧模具合模而形成的型腔注塑树脂，由此一体成型从该注塑单元注塑的，可成为产品主体的所述树脂与所述纤维树脂基材。

本发明的立式注塑成型机中的复合成型体的成型方法中，通过所述输送装置在所述下侧模具上载置所述纤维树脂基材。

本发明的立式注塑成型机中的复合成型体的成型方法中，在所述下侧模具上载置所述纤维树脂基材之后，通过在与所述纤维树脂基材的所述上表面面对的位置设置的所述加热器对该纤维树脂基材进行加热并使其软化，接着通过旋转所述旋转台将载置有该软化的纤维树脂基材的所述下侧模具移动到与所述上侧模具面对的合模位置。

发明效果

根据本发明，载置于下侧模具时的纤维树脂基材的上下表面方向为铅垂方向，因此以使纤维树脂基材的平面部即下表面与下侧模具面接触的方式载置时，由此，能够稳定地保持在下侧模具中载置的纤维树脂基材而不偏离位置。因而，一体成型从注塑喷嘴注塑的可成为产品主体的树脂与纤维树脂基材时，能够在产品主体的规定位置上一体设置纤维树脂基材。而且，以加热器加热软化载置于下侧模具的纤维树脂基材时，无需如以往以竖立的状态保持软化的纤维树脂基材，因此能够避免软化的纤维树脂基材的上部等因自重下垂而折弯所导致的不良成型体的成型。

作为本发明的进一步具体的实施例，若纤维树脂基材为长纤维树脂片的情况，则载置于下侧模具时的长纤维树脂片的上下表面方向为铅垂方向，因此以使长纤维树脂片的平面部即下表面与下侧模具面接触的方式载置时，由此，能够稳定地保持在下侧模具中载置的长纤维树脂片而不偏离位置。因而，一体成型从注塑喷嘴注塑的可成为产品主体的树脂与长纤维树脂片时，能够在产品主体的规定位置上一体设置长纤维树脂片。而且，以加热器加热软化载置于下侧模具的长纤维树脂片时，无需如以往以竖立的状态保持软化的长纤维树脂片，因此能够避免软化的长纤维树脂片的上部等因自重下垂而折弯所导致的不良成型体的成型。

附图说明

图1为表示本发明的实施例的立式注塑成型机的主视图。

图2为表示本发明的实施例的立式注塑成型机的俯视图。

图3为作为本发明的实施例而省略具备的机械手的图示的立式注塑成型机的左视图。

图4为作为本发明的具体的实施例，而表示长纤维树脂片、产品主体(热塑性树脂)及一体成型产品主体与长纤维树脂片的复合成型体的立体图。

图5为表示本发明的实施例的立式注塑成型机的动作的说明图。

具体实施方式

以下，参考图1至图5，对用于实施本发明的实施方式进行说明。当然，本发明在不违反其发明的宗旨的范围内，对在实施方式中说明以外的方式，也能够轻松地适用，这是不言而喻的。

作为本发明的实施例的立式注塑成型机1，对相对于载置于模具内的长纤维树脂片21，从注塑喷嘴19向模具的型腔注塑填充可成为产品主体20的树脂，而一体成型产品主体树脂与长纤维树脂片21，制造复合成型体22的立式注塑成型机1、及使用立式注塑成型机1的复合成型体22的成型方法进行说明，但并不限于长纤维树脂片21，只要是形成复合成型体22的纤维树脂基材即可。

在本发明中所使用的纤维树脂基材是指形成复合成型材的纤维与树脂的混合物基材，具有由单向取向的纤维与树脂构成的基材、由无规则状取向的纤维与树脂构成的基材、及由织物状纤维与树脂构成的基材等。并且，纤维中可以浸渍树脂，也可以没有浸渍树脂，并且还可以层叠这些。在纤维中浸渍树脂的纤维树脂基材中可考虑各种形态，例如可举出预成型料。并且，在没有浸渍的形态中可考虑各种形态，例如可举出使纤维与纤维状的树脂缠绕的无纺布。

之后，本实施方式的立式注塑成型机1中，作为形成复合成型体22的纤维树脂基材，限定于长纤维树脂片而进行说明，但并不意味着限定于此。

本发明的立式注塑成型机1所涉及的实施例中，立式注塑成型机1具备：转台7，将轴心方向作为铅垂方向而旋转自如地设置；下侧模具8a、8b，设置于该转台7的上表面；及上侧模具9，与该下侧模具8a、8b进行模开闭，且沿铅垂方向进行模开闭，其特征在于，具备以所述下侧模具8a、8b面对长纤维树脂片21的平面部的方式载置的输送装置及对载置于所述下侧模具8a、8b的所述长纤维树脂片21进行加热的加热器14，将与所述下侧模具8a、8b面对的所述长纤维树脂片21的所述平面部设为下表面，将其相反面设为上表面时，使该长纤维树脂片21的上下表面方向与所述上侧模具9和所述下侧模具8a、8b的模开闭方向一致。

而且，本发明的立式注塑成型机1所涉及的实施例的特征在于，在所述下侧模具8a、8b上载置所述长纤维树脂片21时，在与该长纤维树脂片21的所述上表面面对的位置升降自如地设置所述加热器14。

而且，本发明的立式注塑成型机1所涉及的实施例的特征在于，所述长纤维树脂片21为在织入长纤维的织物中浸渍树脂并使其固化的纤维树脂片。

而且，本发明的立式注塑成型机1所涉及的实施例的特征在于，所述长纤维为碳纤维。

而且，本发明的立式注塑成型机1中的复合成型体的成型方法所涉及的实施例的特征在于，通过所述输送装置在所述下侧模具8a、8b上载置所述长纤维树脂片21之后，通过在与该长纤维树脂片21的所述上表面面对的位置设置的所述加热器14对该长纤维树脂片21进行加热并使其软化，接着通过旋转所述旋转台7将载置有该软化的长纤维树脂片21的所述下侧模具8a、8b移动到与所述上侧模具9面对的合模位置，在该合模位置将所述上侧模具9与所述下侧模具8a、8b合模，对配设于这些之间的所述长纤维树脂片21进行冲压而使其成型为规定形状，通过从注塑单元3向具有成型为该规定形状的所述长纤维树脂片21的、所述上侧模具9与所述下侧模具8a、8b合模而形成的型腔注塑树脂，由此一体成型从该注塑单元3注塑的、可成为产品主体的所述树脂与所述长纤维树脂片21。

作为本发明的具体的实施方式的立式注塑成型机1，沿铅垂方向进行模开闭，若大致划分，则由进行模开闭的合模单元2、向合模单元2中所具备的模具内注塑热塑性树脂的注塑单元3、及作为向合模单元2供给长纤维树脂片21的输送装置的机械手5构成。

另外，作为本发明的纤维树脂基材的具体的实施方式中的长纤维树脂片21也被称呼为(热塑性)预成型料片，是在织入由碳纤维构成的长纤维的织物中浸渍热塑性树脂，并使其固化的纤维树脂片。在之后的实施例中，作为纤维树脂基材，将应用“长纤维树脂片”作为具体的实施例而进行说明，但本发明并不限定于“长纤维树脂片”。

在合模单元2中，具备：转台7，旋转自如地设置于机架6；2个下侧模具8a、8b，设置于转台7的上部；上侧模具9，与各个下侧模具8a、8b进行模开闭；可动模板11，在下部设有上侧模具9；3根连接杆12，升降自如地支承可动模板11；及未图示的肘节杆机构等，使可动模板11升降。另外，转台7及肘节杆机构将未图示的伺服马达作为驱动源而被驱动。

并且，如图1所示，2个下侧模具8a、8b之中，在一个下侧模具8b的上方，以与此面对的方式配置有固定模具9，在另一个下侧模具8a的上方，以与此面对的方式配置有升降自如的加热器14。加热器14具备气压缸14a，通过该气压缸14a，加热器14以能够升降的方式设置。

并且，机械手5具备由多个臂构成的连杆臂15及安装于该连杆臂15的前端的吸附部16等，在吸附部16中使用负压来保持载置于座部17上的长纤维树脂片21，并通过连杆臂15将长纤维树脂片21搬送到预先设定的规定位置。

并且，注塑单元3具备对热塑性树脂进行加热的加热缸18及安装于加热缸18的前端的注塑喷嘴19等，从模具的横向向上侧模具9与下侧模具8a、8b合模时所形成的型腔注塑熔融的热塑性树脂。

根据图5，对通过如上构成的立式注塑成型机1，如图4所示，一体成型(混合成型)向模具的型腔注塑的可成为产品主体20的热塑性树脂与长纤维树脂片21，制造复合成型体22时的动作进行说明。

如图5(a)所示，位于座部17上的多个的长纤维树脂片21中的1片被机械手5的吸附部16保持，若以在与加热器14面对的下侧模具8a的上部接触长纤维树脂片21的下表面的方式载置，若固定于模具部，则如图5(b)所示，加热器14通过气压缸14a下降至长纤维树脂片21的附近，该长纤维树脂片21由该加热器14加热软化。之后，加热器14通过气压缸14a上升到原来的位置。

接着，转台7按顺时针旋转180度，由此如图5(c)所示，一个下侧模具8a与另一个下侧模具8b的位置替换，在与上侧模具9面对的位置上，配置有粘附长纤维树脂片21的一个下侧模具8a，上侧模具9朝向该下侧模具8a而下降，并进行合模，由此配设于上侧模具9与一个下侧模具8a之间的长纤维树脂片21通过冲压而成型为规定形状。

接着，如图5(d)所示，通过从注塑单元3的注塑喷嘴19向上侧模具9与下侧模具8a合模而形成的型腔注塑热塑性树脂，由此，一体成型有从注塑喷嘴19注塑的可成为产品主体20的热塑性树脂与长纤维树脂片21。然后，在该一体成型的复合成型体22冷却之后，进行开模。

接着，转台7按逆时针旋转180度，具有复合成型体22的一个下侧模具8a返回到与加热器14面对的原来的位置。接着，通过未图示的推顶装置，复合成型体22从模具分开之后，该复合成型体22通过机械手5的吸附部16被取出。然后，交替地使用2个下侧模具8a、8b，重复进行前述的一系列的动作，由此可连续不断地批量生产可成为产品的复合成型体22。

如上所述，根据本实施方式的立式注塑成型机1，载置于下侧模具8a、8b时的长纤维树脂片21的上下表面方向成为铅垂方向，因此以使长纤维树脂片21的平面部即下表面与下侧模具8a、8b面接触的方式载置时，由此能够稳定地保持在下侧模具8a、8b中载置的长纤维树脂片21而不偏离位置。因而，一体成型从注塑喷嘴19注塑的可成为产品主体20的热塑性树脂与长纤维树脂片21时，能够在产品主体20的规定位置上一体设置长纤维树脂片21。而且，以加热器14加热软化载置于下侧模具8a、8b的长纤维树脂片21时，无需如以往以竖立的状态保持软化的长纤维树脂片21，因此能够避免软化的长纤维树脂片21的上部等因自重下垂而折弯所导致的不良成型体的成型。

以上，关于本发明的实施方式的一例，尤其，对作为纤维树脂基材而应用长纤维树脂片的实施例进行了说明，但本发明并不仅限于此，且并不限定于所述实施方式，在本发明的主旨的范围内能够进行各种变形实施。例如，本实施方式中，在转台7的上部，沿该转台7的直径方向设置2个下侧模具8a、8b，但也可以在转台7的上部以等间隔角度配置3个或4个下侧模具。

附图标记说明

1-立式注塑成型机，2-合模单元，3-注塑单元，5-机械手(输送装置)，6-机架，7-转台，8a、8b-下侧模具，9-上侧模具，11-可动模板，12-连接杆，14-加热器，14a-气压缸，15-连杆臂，16-吸附部，17-座部，18-加热缸，19-注塑喷嘴，20-产品主体(向模具的型腔注塑的热塑性树脂)，21-长纤维树脂片(纤维树脂基材)，22-复合成型体。