縦型射出成形機

はじめに

縦型 射出成形機 は、クランプ軸が垂直であるプラスチック 射出成形装置 の特殊なクラスであり、成形前に部品を金型内に配置する必要がある インサート成形、オーバーモールド などの用途に特に適しています。横型機と比較して、縦型レイアウトは金型エリアへのアクセスを向上させ、重力補助によるインサート位置決めを可能にし、半自動または全自動ハンドリングを簡素化できる一方、コンパクトな生産セルでは床面積を節約できることが多いです。

これらの機械は、電子機器、自動車、医療、消費財、電気部品製造などで使用され、特にプラスチックと金属、セラミック、磁性体、またはプレフォームポリマー基板を組み合わせた部品に適しています。その技術は、従来の油圧式縦型 プレス から、全電動式や多ステーション生産向けのロータリーテーブルシステムを含む、よりコンパクトで精密かつエネルギー効率の高い設計へと進化してきました。

歴史と開発

縦型成形構成は、初期の射出成形におけるインサート配置の課題に対する実用的な対応として登場しました。当時、オペレーターはキャビティへのアクセスを改善し、金型閉鎖前に金属インサートをより確実に位置決めする必要がありました。時を経て、メーカー各社はロータリーテーブル、シャトルテーブル、スライドテーブルを備えた専用縦型プラットフォームに概念を洗練し、スループットを向上させ、ロードとアンロード間のアイドルタイムを削減しました。

注目すべき開発のマイルストーンは、ロータリーテーブル式縦型システム の商用化でした。これにより、成形とインサートハンドリングを別々のステーションで重複させることが可能になり、高混合・小物部品生産における生産性が向上しました。もう一つの重要なステップは、全電動式縦型機 の導入でした。これにより、従来の電動油圧式設計と比較して位置決め精度、再現性、エネルギー効率が向上しました。最近では、OEM がサーボドライブ、先進制御、自動インサートハンドリングを統合し、ライトアウト生産とより厳密なプロセスウィンドウをサポートしています。

主な特徴と技術概要

縦型 射出成形機 は通常、射出ユニット、垂直クランプユニット、プラテンまたはテーブルシステム、および加熱、可塑化、クランプ、射出、冷却、部品取出を協調させる制御アーキテクチャで構成されます。多くの設計では、金型が上方に開くため、オペレーターやロボットが次のショット前にインサートをキャビティに直接配置できます。

典型的な技術的特徴は以下の通りです：

• 型締力： 小型から中型の縦型プラットフォームでは約 15 ～ 160 トン が一般的で、一部の製品ラインでは OEM や用途に応じて 600–3000 kN またはそれ以上の範囲に拡大されます。
• テーブル構成： 固定式、スライド式、シャトル式、ロータリー式 のテーブルが、手動ロード、デュアルステーション操作、または金型機能の切り替えをサポートするために広く使用されています。
• 機械の向き： 多くのシステムでは金型閉鎖動作と射出軸の両方が垂直に配置されますが、一部の設計では水平射出ユニットと垂直クランプを組み合わせています。
• プロセス上の利点： 重力がインサートを所定位置に保持するのを助け、特に電気接点、ねじ付きインサート、フェルール、端子、ハイブリッドアセンブリのオーバーモールドに有効です。

プロセス面では、縦型機は横型 プレス と同じ基本的な射出成形サイクルに従います：バレル内での可塑化、金型クランプ、メルト射出、保圧、冷却、開型、部品突き出しです。主な違いは基本的な溶融成形原理ではなく、金型アクセスとインサートハンドリングにあります。

典型的な生産指標

公開されている仕様は機種サイズや用途により大きく異なりますが、縦型インサート成形システムの業界慣行では、以下の概算範囲に収まることが多いです：

フレークサイズ や 遠心脱水後の残留水分 の具体的な値は、縦型 射出成形機 には一般的に関連がありません。これらの指標は 射出プレス ではなく、リサイクルや洗浄設備で使用されるためです。

種類とバリエーション

縦型 射出成形機 は、クランプとテーブル構造によって分類されることが一般的です：

• 固定テーブル式縦型機： シンプルなインサート成形操作や低い自動化複雑度に適する。
• ロータリーテーブル機： 回転プラテンやテーブルを使用してロードと成形ステーションを分離し、サイクル効率を向上。
• シャトルテーブル機： 金型を水平にステーション間で移動させつつ垂直クランプ構造を維持し、オペレーターのアクセスを改善できる。
• スライドテーブル機： 射出ゾーン外でインサートロード/アンロードをサポートし、安全かつ高速なハンドリングを実現。
• 全電動式縦型機： 油圧システムと比較して高精度、クリーンな動作、エネルギー効率の向上を提供。
• ハイブリッド電動油圧式機： 油圧クランプ力と電動またはサーボ制御の射出機能を組み合わせる。

一部の OEM は、単一の機械プラットフォームで 圧縮成形、プレス成形、または インサートオーバーモールド 向けの特殊レイアウトも提供しています。

用途と使用例

縦型 射出成形機 は、部品組立と成形が同時に行われる場合、または射出前に部品配置が重要な場合に最も価値を発揮します。

主な用途分野は以下の通りです：

• 電子機器： コネクタ、センサーハウジング、端子、ボビン、PCB 関連部品など、正確なインサート配置が不可欠なもの。
• 自動車： スイッチ、コントロールモジュール、内装トリム部品、センサ、プラスチックと金属または導電性インサートを組み合わせたハイブリッドアセンブリ。
• 医療機器： 器具ハウジング、グリップ、フィッティング、精度と再現性が求められる部品。
• 消費財： 人間工学に基づいたハンドル、家電コントロール、ノブ、コンパクトな機能部品。
• 産業・電気製品： 端子、スイッチ、コネクタ、保護ハウジング。

不向きな用途は 非常に大型で高トン数のコモディティ部品生産 であり、横型機の方が自動化密度が高く、部品取出が標準化され、スケールメリットが大きい場合が多いです。

作動原理

機械サイクルは概念的に単純です：

1. 可塑化： ペレットがホッパーに入り、加熱バレル内でスクリュー作用により溶融。
2. クランプ： 金型が垂直に閉じ、圧力下でインサートまたはキャビティを閉じた状態に保持。
3. 射出： 溶融ポリマーがキャビティ内およびインサート周囲に押し込まれる。
4. 保圧・冷却： ポリマーが収縮・固化する間、部品が固まる。
5. 開型・突き出し： 金型が垂直に開き、部品が手動またはロボットで取り出される。

この垂直配置は 重力安定型のインサート に特に有効で、インサートは閉鎖前に自然にキャビティに収まり、位置決め中にずれにくいです。

技術革新と自動化

最近の開発は サーボ駆動モーション、クローズドループプロセス制御、およびインサートロード・部品ハンドリングのための ロボット統合 に重点を置いています。ロータリーテーブルやデュアルステーションプラットフォームにより、成形とロードの重複が可能になり、機械稼働率が向上し、非生産時間が削減されます。

自動化が特に重要な分野：

• 高精度インサート配置
• 熱硬化性樹脂およびエラストマー加工
• インライン検査と不良品処理
• 多成分オーバーモールド
• ライトアウト製造セル

先進的な機械メーカーは、安全インターロック、プラテン同期、 ergonomics アクセスも重視しています。縦型金型エリアは密閉型横型システムより直接的なオペレーター操作が可能だからです。

環境・持続可能性の側面

縦型機は以下のような方法で持続可能性目標を支援できます：

• 床面積需要の削減：工場インフラ要件を低減可能。
• 全電動作動：油圧システムと比較してエネルギー消費を削減可能。
• インサートオーバーモールドにおけるスクラップ低減：正確なインサート位置決めにより不良やリジェクトを低減。
• 軽量ハイブリッドアセンブリとの適合性：別部品数や二次組立工程を削減可能。

一方、持続可能性性能は機種タイプ、樹脂、サイクル設計、自動化レベルに大きく依存します。非常に高い型締力が必要な場合には油圧システムが依然として一般的ですが、通常メンテナンスが多く、電動式代替機よりエネルギー消費が多い場合があります。

経済的・世界市場への影響

縦型 射出成形機 は、プラスチック機械市場の主流カテゴリではなく専門的なセグメントを占めますが、精密製造、医療技術、電子機器、自動車サブアセンブリにおいて戦略的に重要です。その経済的価値は、成形と組立を統合し、手動後処理を削減し、高い部品完全性を備えたコンパクトな生産セルを実現する能力にあります。

ENGEL、ARBURG、BOY、Sodick、YIZUMI、DESMA、Niigata/Absolute Haitian などの企業による OEM 提供は、このセグメントがプレミアムからコスト競争力のある機種群にわたり、力範囲、モーション制御、自動化適合性、インサート成形専門性に基づいて差別化されていることを示しています。

現在の課題と革新

主な技術的・運用上の課題：

• ロードおよび金型閉鎖中の インサート安定性
• 手動ロードがまだ使用される場合の サイクル効率
• 薄肉または精密オーバーモールドにおける プロセスウィンドウ感度
• 開放型垂直作業ゾーンにおける 安全と人間工学
• ロータリーテーブルおよび完全自動化プラットフォームの 資本コスト

現在の革新は、より優れたサーボ制御、よりスマートな ツーリング、クイックチェンジ金型システム、ロボットインサーションを通じてこれらの課題に対処しています。トレンドは、型締力の最大化ではなく 精度、再現性、自動化対応 を組み合わせた機械に向かっています。

将来の見通し

縦型 射出成形機 の将来は、主に 3 つの力によって形成されるでしょう：自動化、エネルギー効率、ハイブリッド製造セルとの統合 です。需要は、埋め込み部品、コンパクトな電気機械アセンブリ、高付加価値精密部品に依存する分野で最も強く残ると予想されます。

長期的には、全電動・ハイブリッドプラットフォーム、デジタルプロセス監視、ロボットインサート配置およびインライン品質管理に最適化された機械アーキテクチャが成長を後押しするでしょう。縦型機は、部品形状、インサート配置、生産人間工学が従来の横型成形より垂直クランプ設計を正当化するニッチながら技術的に重要なツールとして残るでしょう。

参考文献

• •

  ENGEL. (2022, August 22). Vertical injection molding machine. https://www.engelglobal.com/en/us/products/injection-molding-machines/vertical-injection-molding-machineLink

• •

  KNAVI GROUP. (n.d.). Vertical injection molding machines — with slide, shuttle, rotary tables, up to 160 tons. https://knavi.us/catalog/vertical-injection-molding-machinesLink

• •

  ENGEL. (2022, August 22). Vertical injection moulding machine. https://www.engelglobal.com/en/products/injection-moulding-machines/vertical-injection-moulding-machineLink

• •

  Sodick. (n.d.). Vertical injection moulding machine. https://www.sodick.co.jp/en/product/injection/trvvc_lamping_system/Link

• •

  BOY Machines, Inc. (n.d.). Vertical injection molding machines. https://www.boymachines.com/products/injection-molding-machines/vertical-injection-molding-machinesLink

• •

  Paheej. (2025, December 8). Top 6 applications of vertical injection moulding machine. https://paheej.com/vertical-injection-moulding-machine-applications/Link

• •

  Absolute Haitian. (n.d.). Niigata MDV vertical S8000 series injection molding machines. https://www.absolutehaitian.com/product-series/niigata/niigata-mdv-vertical-s8000-seriesLink

• •

  Arburg. (n.d.). Vertical Allrounders: Ergonomic overmolding of inserts. https://www.arburg.com/en/us/product-world/injection-molding-machines/vertical-machines/Link

• •

  DESMA. (2024, November 15). Vertical injection molding machines. https://desma-usa.com/machines/vertical-machines/Link

• •

  Mechrank. (2025, August 1). What is a vertical injection molding machine and how does it work. https://mechrank.com/vertical-injection-molding-machine/Link

• •

  ENGEL. (2022, August 22). Vertical injection molding machine. https://www.engelglobal.com/en/ca/products/injection-molding-machines/vertical-injection-molding-machineLink

• •

  Elite Precision Plastics. (2022, December 19). Vertical injection molding. https://www.eliteprecisionplastics.com/glossary-2/vertical-injection-moldingLink

• •

  Paheej. (2026, April 9). Why vertical injection molding is ideal for insert & overmolding. https://paheej.com/vertical-injection-molding-for-insert-and-overmolding-applications/Link

• •

  Samfacc. (2026, January 7). How does a vertical injection machine work? https://www.samfacc.com/how-does-a-vertical-injection-machine-work/Link

• •

  Pars-BM. (n.d.). Vertical injection molding machine. https://pars-bm.com/vertical-injection-molding-machine/?lang=enLink

• •

  Swiftauxi. (2024, July 26). Understanding vertical injection moulding machines. https://www.swiftauxi.com/post/understanding-vertical-injection-moulding-machines-a-comprehensive-guide-1-3Link

• •

  Yizumi. (n.d.). VM series vertical injection molding machine. https://www.yizumi.com/en/ims/Vertical-Injection-Molding-MachineLink

• •

  CENS.com. (2022, March 25). Vertical injection molding machines. https://www.cens.com/cens/html/en/category/cate_list_M0133.htmlLink

• •

  Plastima Breda BV. (n.d.). Vertical injection moulding machines. https://www.plastima.nl/en/markets/injection-moulding/vertical-injection-moulding-machinesLink

• •

  Yuhdak. (n.d.). Vertical clamping vertical injection molding machines. https://www.yuhdak.com/en/category/Vertical-Clamping-Vertical-Injection.htmlLink

• •

  JSW America. (n.d.). Vertical injection molding machines. https://www.jswamerica.com/vertical.htmlLink

• •

  Crescent Industries. (2021, January 4). Vertical vs horizontal injection molding for plastic components. https://www.crescentind.com/blog/vertical-vs-horizontal-plastic-injection-moldingLink

• •

  Multiplas Enginery Co., Ltd. (2019, July 25). Vertical injection molding machine. https://www.multiplas-tw.com/category-vertical-injection-molding-machine.htmlLink

• •

  Min-Hui. (2024, January 1). Standard vertical injection molding machine. https://en.min-hui.com/Product_Detail/3.htmlLink

• •

  International Journal of Innovative Research in Science, Engineering and Technology. (n.d.). Vertical injection plastic moulding machine [PDF]. https://www.ijirset.com/upload/2024/june/219_Vertical.pdfLink

• •

  ENGEL. (2022, August 22). Vertical injection molding machine insert. https://www.engelglobal.com/en/us/products/injection-molding-machines/insert-moldingLink

• •

  IPROS GMS. (n.d.). Vertical injection molding machine product list. https://mono.ipros.com/en/cg3/Vertical%20injection%20molding%20machine/Link

• •

  Deboge. (2024, September 1). Vertical injection molding machines. https://deboge.com/vertical-injection-molding-machine/Link

• •

  ENGEL. (2022, August 22). Injection moulding machine for overmoulding inserts. https://www.engelglobal.com/en/products/injection-moulding-machines/insert-mouldingLink

• •

  Hisson. (2021, March 14). Composition, principle and development of vertical injection molding machine. https://hisson.com/article/detail/id/278.htmlLink

• •

  Optosem. (n.d.). Vertical injection molding machine. https://www.optosem.com/service/Technologies/Injection_Molding/Vertical_Injection_Molding_Machine.htmlLink

• •

  Cavity Mold. (n.d.). About vertical injection molding. https://www.cavitymold.com/vertical-injection-molding/Link

• •

  Min-Hui. (2022, June 1). What are the performance advantages of vertical injection molding machine? https://en.min-hui.com/news_Detail/2.htmlLink

• •

  Dakumar. (2024, March 8). A comprehensive guide to horizontal and vertical injection molding machine. https://www.dakumar.com/knowledge/Guide-to-Horizontal-and-Vertical-Injection-Molding-Machine.htmlLink

• •

  U.S. Patent No. 6,722,875. (2002, April 17). Vertical injection molding machine. U.S. Patent and Trademark Office. https://patents.google.com/patent/US6722875B2/enLink

• •

  Integrated. (2025, April 3). How our vertical injection molding machine works. https://integrated.electro-matic.com/mini-injection-molding/how-our-injection-molding-machine-works-2/Link

• •

  Crescent Industries. (2017, July 19). How vertical injection molding assists the insert & over molding process. https://www.crescentind.com/blog/how-vertical-injection-molding-assists-the-insert-over-molding-processLink

• •

  Wikipedia. (2007, June 6). Injection molding machine. https://en.wikipedia.org/wiki/Injection_molding_machineLink

• •

  Topstar Machine. (2024, January 8). Choosing between vertical and heavy duty injection molding machine. https://www.topstarmachine.com/choosing-between-vertical-and-heavy-duty-injection-molding-machine/Link

• •

  Yuhdak. (2024, November 1). Applications of vertical injection molding machine. https://www.yuhdak.com/en/applications.htmlLink

• •

  Essentra Components. (2023, December 11). What is plastic injection molding and how does it work? https://www.essentracomponents.com/en-us/news/manufacturing/injection-molding/what-is-plastic-injection-molding-and-how-does-it-workLink

• •

  RJG. (2024, October 14). How injection molding machines work. https://rjginc.com/back-to-basics-how-does-a-plastic-injection-molding-machine-work/Link

• •

  Boyanmfg. (2023, September 30). How does an injection molding machine work with animation. https://boyanmfg.com/how-does-injection-molding-machine-work/Link

• •

  Wikipedia. (2003, September 23). Injection moulding. https://en.wikipedia.org/wiki/Injection_mouldingLink