JP2001293758A - 射出成形方法及び射出成形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リブまたはボスを設けた樹脂成形品の意匠面
側のヒケを有効に防止し、商品価値を損なわない射出成
形方法及び射出成形装置を提供すること。 【解決手段】 本発明の射出成形方法では、金型３を所
定の圧力で閉鎖する型締め工程と、金型３のキャビティ
に溶融した熱可塑性樹脂を射出する射出工程と、金型３
に射出された熱可塑性樹脂を保圧しつつ冷却する保圧冷
却工程と、固化した熱可塑性樹脂を金型３を開放して取
り出す型開け工程を有し、保圧冷却工程の過程で、熱可
塑性樹脂の厚肉部近傍にヒケ防止スライド機構６のスラ
イド６１をコア面５２からキャビティに突出させて圧入
することで厚肉部の冷却による体積の減少分を補填し、
ヒケを有効に防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形方法及び
射出成形装置に関し、詳しくは、射出成形部品のヒケを
防止する射出成形方法及び射出成形装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、プラスチックの射出成形方法にお
いて、成形品にリブやボス等を形成しようとすると、リ
ブやボスの位置する部分が他の部分に比べ厚肉になり、
厚肉部に冷却不足によるヒケ（シンクマーク）が発生す
ることがある。ヒケが発生すると、成形品の意匠面の美
観を損なうが、例えば、リブやボスを廃止したり断面形
状を工夫してできるだけ厚肉部を作らないようにすれ
ば、ヒケは防止できても設計の自由度が損なわれる。ま
た、リブの内部にガスを注入して空洞を形成し肉厚を薄
くするようなものがあったが、付帯設備が大掛かりとな
り、またガス圧のコントロールが難しいという問題があ
った。また、リブまたはボス側から高圧ガスにより圧力
をかける方法もあったが、ガスによっては十分な圧力が
得られないという問題があった。そこで、特開平１０−
１３８３０５号公報に記載されている発明のように、広
範な厚肉部を有する成形品において、予め金型を完全に
閉鎖しない状態でも溶融樹脂が漏れ出さないような構造
とし、金型が完全に閉鎖してない状態でキャビティ内に
溶融樹脂を射出し、型閉じ圧縮し溶融樹脂を展延して厚
肉リブを有する成形品を成形する射出圧縮成形方法にお
いて、型閉じ圧縮しつつキャビティ内にガスを注入し、
型閉じ圧縮を完了した後に圧縮圧力を降下させ、ガスを
厚肉リブ周辺に流動させてなることを特徴とする射出圧
縮成形法が提案されている。この発明によれば、最後に
圧縮圧力を降下させることにより、一般板厚部よりも遅
く冷却し流動性の高い厚肉部の周囲に加圧流体を確実に
導入することができ、リブ等の連続した厚肉部の隅々ま
でガス圧を有効に作用させ、広範囲な厚肉部のデザイン
にも容易に対応でき、厚肉部のヒケのない良好な外観を
有する成形品を安定して成形できるというものであっ
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平１０−１３８３０５号公報に開示された発明では、
型締め装置により可動型（コア型）を正確にコントロー
ルするには精度の高い高価な型締め装置が必要で、さら
に、金型も予め完全に閉鎖しない状態でも溶融樹脂が漏
れ出さないような特殊な構造にする必要があるという問
題があった。

【０００４】この発明は、リブまたはボス等を設けた厚
肉部を有する樹脂成形品の意匠面側のヒケを有効に防止
し、商品価値を損なわない射出成形方法及び射出成形装
置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
請求項１に係る発明の射出成形方法では、金型を所定の
圧力で閉鎖する型締め工程と、前記型締めされた金型の
キャビティに溶融した熱可塑性樹脂を射出する射出工程
と、前記金型に射出された熱可塑性樹脂を保圧しつつ冷
却する保圧冷却工程と、固化した前記熱可塑性樹脂を前
記金型を開放して取り出す型開け工程とを含む熱可塑性
樹脂を成形して樹脂成形品を生産する射出成形方法にお
いて、前記保圧冷却工程の過程で、前記熱可塑性樹脂の
厚肉部近傍に可動式のスライド部材を圧入することで前
記厚肉部の冷却による体積の減少分を補填することを特
徴とする。

【０００６】この構成に係る射出成形方法によれば、保
圧冷却工程において金型に射出された熱可塑性樹脂を保
圧しつつ冷却するときに、熱可塑性樹脂のリブまたはボ
ス等により形成される厚肉部においては他の部分に比較
して冷却の速度が遅くなるため、他の部分に遅れて厚肉
部が冷却される時の体積の減少により、ヒケと呼ばれる
変形を生じやすくなる。そのため、保圧冷却工程におい
て熱可塑性樹脂がある程度固化し始め且つ完全には固化
しない段階で、厚肉部以外の部分より遅れて冷却される
厚肉部の冷却により生じる体積の減少分を、厚肉部近傍
に可動式のスライド部材を圧入し、補填することで厚肉
部付近にヒケのない樹脂成形品を生産することができ
る。

【０００７】また請求項２に係る発明の射出成形装置で
は、金型を所定の圧力で閉鎖する型締め工程と、前記型
締めされた金型のキャビティに溶融した熱可塑性樹脂を
射出する射出工程と、前記金型に射出された熱可塑性樹
脂を保圧しつつ冷却する保圧冷却工程と、固化した前記
熱可塑性樹脂を前記金型を開放して取り出す型開け工程
とを含む熱可塑性樹脂を成形して樹脂成形品を生産する
射出成形方法に用いる射出成形装置において、前記保圧
冷却工程の過程で、前記熱可塑性樹脂の厚肉部近傍に圧
入することで前記厚肉部の冷却による体積の減少分を補
填する可動式のスライド部材を備えたことを特徴とす
る。

【０００８】この構成に係る射出成形装置によれば、保
圧冷却工程において金型に射出された熱可塑性樹脂を保
圧しつつ冷却するときに、熱可塑性樹脂のリブまたはボ
ス等により形成される厚肉部においては他の部分に比較
して冷却の速度が遅くなるため、他の部分に遅れて厚肉
部が冷却される時の体積の減少により、ヒケと呼ばれる
変形を生じやすくなる。そのため、保圧冷却工程におい
て熱可塑性樹脂がある程度固化し始め且つ完全には固化
しない段階で、厚肉部以外の部分より遅れて冷却される
厚肉部の冷却により生じる体積の減少分を、厚肉部近傍
に可動式のスライド部材を圧入し、補填することで厚肉
部付近にヒケのない樹脂成形品を生産することができ
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る射出成形方法
及び射出成形装置を好ましい１の実施の形態により、添
付図面を参照して説明する。なお、図面の説明において
固定型４側を前方としてＦＲ、上方をＵＰで表すものと
する。

【００１０】図１は、本実施の形態の型締め装置１の閉
鎖状態を示す模式図である。型締め装置１は、基台１７
の上に金属製の枠状の板状部材である固定プラテン１１
と、同じく金属製の枠状の板状部材である型締め用油圧
シリンダ支持枠１３とが対面して平行に載置される。そ
して、図１に示す棒状のレール状部材である２本のタイ
バー１６ａ，１６ｂ及び、タイバー１６ａの図１におい
て奥側に配置される図示しないタイバー１６ｃと、タイ
バー１６ｂの図１において奥側に配置される図示しない
タイバー１６ｄとの４本のタイバーが、前面から見て正
方形の頂点を形成するような位置で長手方向が前後方向
になるように配置される。これらタイバー１６ａ，１６
ｂ，１６ｃ，１６ｄが相互に平行、且つ基台１７に平行
に配置され、固定プラテン１１と型締め用油圧シリンダ
支持枠１３の上端部同士はタイバー１６ａとタイバー１
６ｃに、下端部同士はタイバー１６ｂとタイバー１６ｄ
により連結され固定されている。そして、このタイバー
１６ａ，１６ｂを含む４本のタイバーにその上下端の左
右端部を貫通されて金属製の枠状の板状部材である可動
プラテン１２が、固定プラテン１１及び型締め用油圧シ
リンダ支持枠１３と平行な姿勢で、前後方向に摺動可能
に支持される。型締め用油圧シリンダ１４は、型締め用
油圧シリンダ支持枠１３の後方に固定されて支持され、
型締め用油圧シリンダ１４の前方方向に型締めプランジ
ャ１５が型締め用油圧シリンダ１４から突出されて配置
され、型締め用油圧シリンダ１４により前後方向に変位
可能に構成される。型締めプランジャ１５の前方先端は
可動プラテン１２に固定される。型締めプランジャ１５
に固定された可動プラテン１２は、図示しない油圧制御
装置により制御された型締め用油圧シリンダ１４により
前後方向に変位する。

【００１１】金型３は、キャビティ型である固定型４
と、コア型である可動型５とから構成される。固定型４
は固定プラテン１１の後部に装着され、可動型５は可動
プラテン１２の前部に固定型４と対面するように装着さ
れる。型締め装置１の閉鎖時には固定型４と可動型５は
それぞれの分割面４０，５０（図２参照）において当接
された状態となる。固定型４の前部には、図示しない射
出ユニットの射出シリンダの射出ノズル２１が固定型４
に溶融樹脂Ｐｍを注入可能に配置される。ここで、図示
しない射出ユニットは、周知のスクリュインライン射出
成形機（screw inline injection machine）や、スクリ
ュプリプラ射出成形機（screw preplasticating inject
ion molding machine）等が用いられる。図示しない射
出ユニットのホッパに投入された成形材料は、射出シリ
ンダ内のスクリュ回転、樹脂移送、圧縮熱交換、或いは
ヒータ加熱により可塑化され溶融樹脂Ｐｍとしてスクリ
ュ先端部或いは射出用加熱シリンダに貯留され、必要に
応じて射出ノズル２１から固定型４に溶融樹脂Ｐｍが供
給される。

【００１２】図２は、本実施の形態の型締め装置１の開
放状態を示す模式図である。図１に示す状態から、図示
しない制御装置によりオイルポンプが作動され、型締め
プランジャ１５が型締め用油圧シリンダ１４に引き込ま
れて後方に変位すると、型締めプランジャ１５の前端部
に固定された可動プラテン１２が後方に移動し、ここに
固定された可動型５が後方に移動する。そのため、分割
面５０で固定型４の分割面４０に当接していた可動型５
は、固定型４から離れて金型３は開放状態になる。

【００１３】次に、金型３について説明する。ここで、
図３は、型開け時の金型３の中心部における前後方向の
垂直面に沿った断面を表す模式図を示し、図４は、保圧
冷却時の金型３の図３と同じ断面を表す模式図を示し、
図５は、加圧時の金型３の図３と同じ断面を表す模式図
を示し、図６は成形品取出し時の金型３の図３と同じ断
面を表す模式図を示す。

【００１４】図３に示すように、金型３の固定型４は、
本実施の形態では、固定型４の本体４１の背面側が凹形
に形成された、いわゆるキャビティ型で、一般的に形成
される樹脂成形品Ｐの意匠面Ｐｄ（図８参照）を形成す
るキャビティ面４２を備える。意匠面Ｐｄは、樹脂成形
品Ｐの使用者の目に触れる部分であり、キャビティ面４
２により形成される面は樹脂成形品Ｐの外観を左右す
る。従って、少しのヒケやマークでもその商品価値に大
きな影響を与える。固定型４の内部には、溶融樹脂Ｐｍ
の流入経路であるランナ４３が設けられる（図４参
照）。本体４１の前面部の中央に設けられ射出ノズル２
１から溶融樹脂Ｐｍが注入される溶融樹脂注入口４４
と、後述するゲート５３に溶融樹脂Ｐｍを供給するゲー
ト連絡口４５とがランナ４３により連通されている。な
お、固定型４には、内部に図示しない冷却水の循環用水
路である冷却水循環パイプが設けてあり、ここに冷却水
を循環させて溶融樹脂Ｐｍの熱をキャビティ面４２から
吸収している。

【００１５】可動型５は、本体５１の前面側が凸形に形
成され、固定型４の内部にこの凸形部分が入り込むいわ
ゆるコア型で、一般にリブまたはボスが形成されて車両
等に取り付けられる取り付け面を形成する面であるコア
面５２を備える。本実施の形態ではコア面５２のリブま
たはボスが成形される部分に厚肉部のヒケを防止するた
めのヒケ防止スライド機構６のスライド６１が図３に示
す２カ所の外、他のリブまたはボスが成形される部分に
も配置されている。

【００１６】可動型５は、本体５１の後方側にプレート
５５、プレート５６が積層され、可動プラテン１２に装
着され、図示しないボルト、ナット等の固定手段により
固定される。プレート５５及びプレート５６は、金属製
の板状部材で、ヒケ防止スライド機構６や成形品突出し
機構（エジェクタ）を配置するために用いられるスペー
サの役割を果たしている。

【００１７】本体５１とプレート５５には、ヒケ防止ス
ライド機構装着孔５７が図３に示す２カ所の外、樹脂成
形品ＰのリブＰｂ等の形状に合わせ適宜に本体５１とプ
レート５５が連通するように穿孔され、ヒケ防止スライ
ド機構６を嵌入し固定する。

【００１８】ここで、図７は、ヒケ防止スライド機構６
を示す断面図である。ヒケ防止スライド機構６は、スラ
イド６１、スライドプランジャ６２、スライド用油圧シ
リンダ６３とから構成され、本体５１とプレート５５が
連通するように穿孔されたヒケ防止スライド機構装着孔
５７に配置される。スライド６１は、一対の板状の部材
を備え、コア面５２のリブを形成する凹部の底部に開口
された一対のスリット状の開口部からこの板状部材が突
出され、形成されるリブＰｂの縦面に沿って配置され
る。また、スライド６１の形状は、リブＰｂの両側の縦
面を形成する形状に形成されている。そして後端部が連
結されて一体化され、リブＰｂの縦面と平行な方向にス
ライド可能である。型締め時には、その前端部が、可動
型５の本体５１のコア面５２の一般面と同一面上に位置
するように配置される。このスライド６１は、後端部を
スライドプランジャ６２に連結され、このスライドプラ
ンジャ６２は、スライド用油圧シリンダ６３に連結され
る。スライド用油圧シリンダ６３は、図示しない配管が
施され、図示しない油圧ポンプに接続される。そして、
図示しない制御装置により油圧ポンプが作動されてスラ
イド用油圧シリンダ６３に油圧をかけることができる。
該スライド用油圧シリンダ６３により、加圧時以外（図
１２参照）には、スライド６１はその前端が前述のコア
面５２と同一の面になるように位置が制御される。ま
た、加圧時には、油圧ポンプによりスライド用油圧シリ
ンダ６３に油圧がかけられ、スライドプランジャ６２が
前方に変位してスライド６１の前端をコア面５２の一般
面より前方に突出させ、固化しつつある溶融樹脂Ｐｍ内
に進入させることができるように構成されている（図９
（ｂ）参照）。溶融樹脂Ｐｍは、上述のように構成され
た可動型５のコア面５２と、固定型４の本体４１のキャ
ビティ面４２とに挟まれた空間であるキャビティに射出
され、冷却される（図４参照）。

【００１９】図３に戻り、可動型５の説明を続ける。可
動型５には、成形品突出し機構が配置される。成形品突
出し機構は、いわゆるエジェクタであり、冷却が終了し
た樹脂成形品Ｐを、コア型５から離型するための機構で
ある。成形品突出し機構は、図１に示す突出し用油圧シ
リンダ８１、突出し用プランジャ８２、突出しプレート
８３、ノックアウトロッド８４と、図３に示すエジェク
タプレート８５ａ，８５ｂ、エジェクタピン８６とから
構成される。

【００２０】図１に示す型締めプランジャ１５の内部は
空間が設けられており、その中に、突出し用油圧シリン
ダ８１が設けられる。突出し用油圧シリンダ８１には、
前方に突出した突出し用プランジャ８２が備えられる。
突出し用油圧シリンダ８１には、図示しない配管が施さ
れ、図示しない油圧ポンプに接続される。そして図示し
ない制御装置により油圧がかけられて突出し用プランジ
ャ８２を前後に変位させる。突出し用プランジャ８２の
前端には金属製の板状部材である突出しプレート８３が
可動プラテン１２に対面するように備えられる。突出し
プレート８３には複数、例えば４本のノックアウトロッ
ド８４が前方に向けて植設され、ノックアウトロッド８
４の前端は可動プラテン１２を貫通して可動型５の方に
突出される。

【００２１】図３に示すように、プレート５６の中空部
において可動プラテン１２の前面に対面するようにエジ
ェクタプレート８５ａ，８５ｂが配置される。エジェク
タプレートは、前側に配置されたプレート８５ａと、後
側に配置されたプレート８５ｂの２枚の金属板から構成
される。可動プラテン１２を貫通している複数のノック
アウトロッド８４の前端は、このエジェクタプレート８
５ｂを貫通して、キノコ状の頭部で固定される。また、
エジェクタプレート８５ａには、複数のエジェクタピン
８６が貫通され、後端部のキノコ状の頭部でエジェクタ
プレート８５ａに固定され、脚部は前方に突出される。
エジェクタプレート８５ａ，８５ｂはボルト、ナット等
の図示しない固定手段で固定され、ノックアウトロッド
８４及びエジェクタピン８６は、いずれもエジェクタプ
レート８５ａ，８５ｂに固定される。前方に植設された
複数のエジェクタピン８６は、プレート５５及び可動型
５の本体５１を連通して穿設された孔から突出し、コア
面５２から露出される。エジェクタピン８６の前端部
は、成形品取出し時以外は、コア面５２の一般面と略同
一面に配置される。また、成形品取出し時には、突出し
用油圧シリンダ８１によりエジェクタピン８６の前端が
コア面５２の一般面より突出して、樹脂成形品Ｐを可動
型５のコア面５２から離型させる。

【００２２】なお、可動型５の本体５１にも、固定型４
と同様に内部に図示しない冷却水の循環用水路である冷
却水循環パイプが設けてあり、ここに冷却水を循環させ
てコア面５２から溶融樹脂Ｐｍの熱を吸収している。

【００２３】以上のように構成された射出成形装置によ
る射出成形方法について説明する。図１２は、本実施の
形態の射出成形方法の工程を示すタイムテーブルであ
る。本実施の射出成形方法を、自動車用の板厚３ｍｍの
インストルメントパネルを成形する場合を一例として説
明する。この樹脂成形品Ｐであるインストルメントパネ
ルは、熱可塑性樹脂であるポリプロピレン（ＰＰ）製の
曲面から構成された板状部材で、外側が意匠面Ｐｄであ
り、内側が取り付け面で、取り付け面側にリブＰｂが配
置されるものである。図１２に示すように本実施の形態
の射出成形方法は、型締め、射出、保圧冷却、型開け、
成形品取出しの各工程からなり、この一連の工程が１サ
イクルであり、１サイクル時間はおよそ９０秒である。
このサイクルを繰り返して樹脂成形品Ｐを生産する。

【００２４】まず、図２に示す状態から、図示しない制
御装置で図示しない油圧ポンプにより型締め用油圧シリ
ンダ１４に油圧をかけ、可動プラテン１２を前方に変位
させ、固定型４に対して可動型５を接近させて分割面４
０，５０を当接させ、図１に示す状態にする。そして、
所定の圧力、例えば、ここでは高精度を求めないため３
０〜４０ＭＰａ程度の圧力をかける。精度が要求される
場合は、４０〜５０ＭＰａとする。次に、図４に示すよ
うに、図示しないスクリュインライン射出成形機から構
成される射出ユニットの射出シリンダの射出ノズル２１
から溶融樹脂Ｐｍを溶融樹脂注入口４４に射出する。射
出圧力は８０〜１８０ＭＰａとする。ここでは、成形材
料であるＰＰの溶融温度が概ね１６０〜１７０℃である
ので、十分な流動性を持たせるため、およそ２００℃に
加熱して注入される。ここではおよそ１０秒かけて、溶
融樹脂注入口４４から注入された溶融樹脂Ｐｍは、ラン
ナ４３を通ってゲート連絡口４５からゲート５３を介し
て、固定型４と可動型５により形成された空間であるキ
ャビティを充填する。キャビティ内に充填された溶融樹
脂Ｐｍは、前述のように冷却水が循環する固定型４の本
体４１及び可動型５の本体５１によりキャビティ面４２
及びコア面５２から吸熱され、溶融樹脂Ｐｍはその温度
を降下させる。

【００２５】ここで、図８（ａ）は、リブＰｂを有した
樹脂成形品ＰのリブＰｂの基部周辺を示す模式図であ
る。板状部材にリブＰｂが設けられた場合、リブＰｂが
なければ、板状部材の表面から最も遠い距離はＴ１であ
る。しかし、リブＰｂを設けた場合は、例えば板厚Ｔ１
×２とリブＰｂの板厚Ｔ２×２が同一であれば、図に示
す領域Ｃは、他の部分に比較して表面からの距離が大き
くなる。溶融樹脂Ｐｍは、表面からの吸熱によりその温
度が降下するため、領域Ｃの部分は、他の部分に比べ冷
却が遅くなる。このため、他の部分が固化して流動性が
失われた後においても領域Ｃの部分は流動性が残ること
になり、樹脂成形品Ｐの表面が金型３のキャビティに沿
った形状が形成された後に、領域Ｃが冷却することによ
り体積が減少する。図８（ｂ）は、図８（ａ）の状態か
ら領域Ｃの体積が減少した場合の状態を示す図である。
図８（ｂ）に示すように、領域Ｃの体積が冷却により減
少した場合、図８（ｂ）において水平方向及び下方は、
形状的に変形しにくいため、矢印で示すリブＰｂを設け
た部分の裏側部分にヒケ（シンクマーク）が生じやす
い。

【００２６】そこで、本実施の形態の射出成形方法で
は、従来のように保圧冷却の工程において、加圧の工程
を設けている。この加圧の工程について詳述する。従来
の保圧冷却の工程においては、保圧しながらおよそ３０
秒の冷却時間を維持する（図１３参照）。このとき保圧
冷却終了時には、樹脂成形品Ｐの温度は、６０〜７０℃
になり、可塑性は殆どなくヒケが生じた状態で樹脂成形
品Ｐが成形されてしまう。ここで、ヒケが生じる原因
は、前述のように領域Ｃでの体積の減少であるので、こ
の減少する体積を意匠面Ｐｄ以外で補填することにより
ヒケの発生を防止できる。本実施の形態の射出成形方法
では、冷却を開始してからおよそ２０秒経過した時点
で、図５に示すように、ヒケ防止スライド機構６のスラ
イド６１をコア面５２の一般面より突出させることで、
スライド６１が樹脂成形品Ｐの体積の減少分を補填す
る。

【００２７】ここで、図９（ａ）は、保圧冷却の工程が
開始された時点での樹脂成形品Ｐとスライド６１の関係
を示す模式図である。保圧冷却が開始された時点では、
溶融樹脂Ｐｍの内圧は高く、キャビティ面４２及びコア
面５２及びスライド６１内面にそれぞれ密着した状態で
保圧冷却される。そして、冷却が進行し、樹脂成形品Ｐ
は全体に収縮し所定の形状で固化するが、この状態から
領域Ｃに関してはさらに冷却が進行して体積の減少が進
行する。この場合、樹脂成形品Ｐの平均温度はおよそ１
２０〜１３０℃で全体として完全に固化しておらず、特
に領域Ｃは、他の部分に比較して高温であるため可塑性
が残っており、大きな力で変形させれば塑性変形が十分
可能な状態にある。

【００２８】つまり、温度が高すぎて溶融樹脂Ｐｍの流
動性が高すぎれば、この段階でスライド６１を突出させ
ても、ヒケを生じる部分に圧力を伝えることはできず、
他方温度が降下しすぎれば、溶融樹脂Ｐｍが固化してし
まい、この段階でスライド６１を突出させても、既に固
化した部分は変形しないため、ヒケを防止することがで
きない。従って、本実施の形態においては３０秒の保圧
冷却の工程において、２０秒経過した時点から加圧を開
始するが（図１３参照）、このタイミングは、単に一例
を示すものであり、樹脂の種類、キャビティの形状、加
熱・冷却の条件等々で最適な条件は変化するものであ
る。

【００２９】ここで図９（ｂ）は、スライド６１を前方
に変位させ、コア面５２から突出させ固化しつつある溶
融樹脂Ｐｍに進入させた状態を示す図である。図９
（ｂ）に示すように、スライド６１を前方に変位させ、
コア面５２の一般面から突出させた分だけ樹脂成形品Ｐ
が収縮した分の体積を補填することができ、キャビティ
面４２側の体積の減少によるヒケを防止することができ
る。そしてこの加圧の状態でさらに冷却をすれば、樹脂
成形品Ｐは、可塑性を失いキャビティ面４２側の変形を
生じることなくヒケのない樹脂成形品Ｐを生産すること
ができる。スライド６１により加圧する圧力は、本実施
の形態では、１．４ＭＰａ程度である。また、本実施の
形態の樹脂成形品Ｐであるインストルメントパネルの例
では、板厚がおよそ３ｍｍで、ここにおよそ３ｍｍの幅
のリブＰｂを設けた場合、従来の方法ではおよそ１〜５
０μｍのヒケがリブＰｂの反対の意匠面に生じたが、ス
ライド６１をおよそ１ｍｍ程度突出させることでヒケは
目視において確認できなくなった。

【００３０】なお、この実施の形態の場合では、スライ
ド６１の移動距離において最低限どの程度の移動で効果
を生じるかのしきい値は確認できなかったが、理論的に
はヒケの体積を考慮すると、本実施の形態の例ではヒケ
の体積を補填する為には０．５ｍｍ程度の移動で十分と
推定される。本実施の形態では、精度の高い部品を用い
ず、ラフなコントロールで１ｍｍ程度の十分な移動を行
うことで、完璧な効果を達成することができる。そのた
め、高価な精密な部品は必要とされず、安価に装置が構
成でき、またそのコントロールも厳密な制御を必要とし
ない。さらに、スライド６１を用いた加圧は、ガスを用
いた加圧に比べ遙かに大きな圧力を容易に与えることが
できる。同様な圧力を圧縮ガスによる加圧によって得よ
うとすれば、大掛かりな付帯設備や複雑な金型の構成が
必要となるが、そのような必要もない。

【００３１】なお、本実施の形態においては、１例とし
てリブＰｂの場合を例に挙げて説明したが、厚肉部を生
じる形状、例えばボスを設けた場合においても実施がで
きる。この場合は、もちろん、リブＰｂやボスに限ら
ず、他の部分より肉厚に形成される厚肉部に、遅れた冷
却により体積が減少する部分に体積を補填するスライド
を設けることで如何なる形状であっても実施することが
可能である。

【００３２】また、スライド６１は、樹脂成形品Ｐのリ
ブＰｂの縦面と平行な方向にスライドするものに限られ
るものではない。ここで、図１０（ａ）、図１０
（ｂ）、図１１（ａ）、図１１（ｂ）は、スライド６１
の他の構成例を示す図である。

【００３３】図１０（ａ）に示すようにスライド２６１
を樹脂成形品ＰのリブＰｂの両側にリブＰｂを挟むよう
に配置して、図１０（ｂ）に示すように、図示しないス
ライド用油圧シリンダにより両側からリブＰｂの縦面と
直交する方向にスライド２６１を変位させて領域Ｃの収
縮時の体積の減少を補填するようにしてもよく、さらに
図１１（ａ）に示すようにスライド３６１を樹脂成形品
ＰのリブＰｂの両側にリブＰｂを挟むように配置して、
図１１（ｂ）に示すように、図示しないスライド用油圧
シリンダにより斜め下から斜め上に両側からスライド３
６１を変位させて領域Ｃの収縮時の体積の減少を補填す
るようにしてもよい。これらのように構成することで意
匠面Ｐｄでのヒケを防止できる。

【００３４】再び図１２に戻り説明を続けると、上記の
ように保圧冷却工程において加圧工程を加えることで、
樹脂成形品Ｐはヒケを生じることなくおよそ３０秒で樹
脂成形品Ｐの平均温度はおよそ６０〜７０℃になり保圧
冷却の工程が完了する。保圧冷却の工程が完了すると、
型締め用油圧シリンダ１４に逆方向に油圧をかけて型締
めプランジャ１５を引き込ませ（図１参照）、図６に示
すように、可動型５を後方に変位させて、固定型４から
離間させ金型３を開放状態にする。なお、図６において
簡略のため、ランナ４３及びゲート５３により形成され
る樹脂の部分についてはその図示を省略した。このよう
にして型開けの工程が終了したら引き続き、成形品取出
しの工程に入る。成形品取出しの工程では、開放された
金型３から、冷却された樹脂成形品Ｐを取り出す。この
場合、樹脂成形品Ｐは、可動型５の面にリブＰｂを備え
ているため、可動型５に密着されたかたちで金型３が開
放されるが、コア面５２に密着した樹脂成形品Ｐは、リ
ブＰｂの引き抜きの抵抗等により離型しにくいため、図
１に示す突出し用油圧シリンダ８１に油圧をかけ、突出
し用プランジャ８２を突出させて突出しプレート８３を
前方に変位させる。突出しプレート８３が前方に変位す
ると、図６に示すように、ここに植設されたノックアウ
トロッド８４がエジェクタプレート８５ａ，８５ｂを前
方に変位させ、エジェクタピン８６をコア面５２より突
出させ樹脂成形品Ｐを突き出す。以上の工程で射出成形
方法のおよそ９０秒の１サイクルが終了し、次のサイク
ルを繰り返す。

【００３５】本実施の形態の射出成形装置は上記のよう
に構成され、射出成形方法は上記のように行われるた
め、以下のような効果がある。即ち、本実施の形態の射
出成形方法及び射出成形装置によれば、保圧冷却の工程
において金型３に射出された熱可塑性樹脂からなる溶融
樹脂Ｐｍを保圧しつつ冷却するときに、樹脂成形品Ｐの
リブＰｂ等により形成される厚肉部においては、その他
の部分に比較して表面からの距離が大きくなって、その
中心部分の冷却のタイミングが遅くなるため、他の部分
に遅れて厚肉部が冷却される時の体積の減少により、ヒ
ケと呼ばれる変形を生じやすくなるが、溶融樹脂Ｐｍが
ある程度固化し始め、且つ完全には固化しない段階で、
厚肉部近傍に可動式のスライド６１をキャビティ内に突
出させることで、厚肉部以外の部分より遅れて冷却され
る厚肉部の冷却により生じる体積の減少分を、補填する
ことで厚肉部付近のヒケのない樹脂成形品Ｐを生産する
ことができるという効果がある。

【００３６】また、本実施の形態では、スライド６１
は、樹脂成形品Ｐの意匠面Ｐｄとは反対側に、スライド
６１を突出させるため、樹脂成形品Ｐの意匠面Ｐｄを傷
つけず、さらにヒケを防止することで樹脂成形品Ｐとし
ての価値を損なうことがない。

【００３７】以上、本発明の射出成形方法及び射出成形
装置を１の実施の形態により説明したが、本発明は、上
記実施の形態により限定されるものではない。例えば、
成形される樹脂成形品Ｐは、自動車用の板状のインスト
ルメントパネルに限らず、射出成形により成形される種
々の部材・部品を生産するものに適用できる。また、熱
可塑性樹脂もＰＰに限らず、ＰＵＦ、ＰＣＶ、ＥＶＡ、
ＡＢＳ、ＨＤＰＥ等広く使用することができる。また、
射出成形方法における各工程も、これに限定されるもの
ではなく、他の工程を付加してもよいことはいうまでも
なく、冷却時間や加圧時間等は、樹脂の材料、形状、加
熱、冷却の条件等により種々選択することができる。要
は、樹脂の状態が流動性が高すぎる場合は、ヒケを生じ
る場所に圧力が伝達されず、また固化が進みすぎて流動
性が低すぎれば変形が困難になるため、その中間のタイ
ミングでスライド６１を突出すれば本発明の効果を発揮
できる。また、ヒケ防止スライド機構６は、スライド毎
に設けられてもよいし、複数のスライド全体を１つの駆
動装置で変位させるものでもよい。さらに、ヒケ防止ス
ライド機構６は、油圧により制御されるが駆動方法は油
圧に限定されるものではなく、モータ、空気圧、ソレノ
イド等によって駆動されるものであってもよい。他の駆
動装置においても同様である。

【００３８】その他、特許請求の範囲を逸脱しない範囲
で当業者が種々変形し改良して本発明を実施できること
はいうまでもない。

【００３９】

【発明の効果】上記説明から明らかなように、請求項１
に係る発明の射出成形方法によれば、保圧冷却工程にお
いて金型に射出された熱可塑性樹脂を保圧しつつ冷却す
るときに、熱可塑性樹脂のリブやボス等により形成され
る厚肉部においては他の部分に比較して冷却の速度が遅
くなるため、他の部分に遅れて厚肉部が冷却される時の
体積の減少により、ヒケと呼ばれる変形を生じやすくな
る。そのため、保圧冷却工程において熱可塑性樹脂があ
る程度固化し始め且つ完全には固化しない段階で、厚肉
部以外の部分より遅れて冷却される厚肉部の冷却により
生じる体積の減少分を、厚肉部近傍に可動式のスライド
部材を圧入し、補填することで厚肉部付近にヒケのない
樹脂成形品を生産することができるという効果がある。

【００４０】請求項２に係る発明の射出成形装置によれ
ば、保圧冷却工程において金型に射出された熱可塑性樹
脂を保圧しつつ冷却するときに、熱可塑性樹脂のリブや
ボス等により形成される厚肉部においては他の部分に比
較して冷却の速度が遅くなるため、他の部分に遅れて厚
肉部が冷却される時の体積の減少により、ヒケと呼ばれ
る変形を生じやすくなるが、保圧冷却工程において熱可
塑性樹脂がある程度固化し始め且つ完全には固化しない
段階で、厚肉部以外の部分より遅れて冷却される厚肉部
の冷却により生じる体積の減少分を、厚肉部近傍に可動
式のスライド部材を圧入し、補填することで厚肉部付近
にヒケのない樹脂成形品を生産することができるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態の型締め装置１の閉鎖状態を示す
模式図である。

【図２】本実施の形態の型締め装置１の開放状態を示す
模式図である。

【図３】型開け時の金型３の中心部における前後方向の
垂直面に沿った断面を表す模式図を示す。

【図４】保圧冷却時の金型３の図３と同じ断面を表す模
式図を示す。

【図５】加圧時の金型３の図３と同じ断面を表す模式図
を示す。

【図６】成形品取出し時の金型３の図３と同じ断面を表
す模式図を示す。

【図７】ヒケ防止スライド機構６を示す断面図である。

【図８】（ａ）リブＰｂを有した樹脂成形品ＰのリブＰ
ｂの基部周辺を示す模式図である。 （ｂ）図８（ａ）の状態から領域Ｃの体積が減少した場
合の状態を示す図である。

【図９】（ａ）保圧冷却の工程が開始された時点での樹
脂成形品Ｐとスライド６１の関係を示す模式図である。 （ｂ）スライド６１を前方に変位させ、コア面５２から
突出させ固化しつつある溶融樹脂Ｐｍに進入させた状態
を示す図である。

【図１０】（ａ）スライド６１の他の構成例であるスラ
イド２６１を示す図である。 （ｂ）スライド６１の他の構成例であるスライド２６１
の作動状態を示す図である。

【図１１】（ａ）スライド６１の他の構成例であるスラ
イド３６１を示す図である。 （ｂ）スライド６１の他の構成例であるスライド３６１
の作動状態を示す図である。

【図１２】本実施の形態の射出成形方法の工程を示すタ
イムテーブルである。

【符号の説明】

Ｐ…樹脂成形品、Ｐｍ…溶融樹脂、Ｐｂ…リブ、１…型
締め装置、１１…固定プラテン、１２…可動プラテン、
１３…型締め用油圧シリンダ支持枠、１４…型締め用油
圧シリンダ、１５…型締めプランジャ、１６…タイバ
ー、１７…基台、２１…射出ノズル、３…金型、４…固
定型（キャビティ型）、４０…分割面、４１…本体、４
２…キャビティ面、４３…ランナ、４４…溶融樹脂注入
口、４５…ゲート連絡口、５…可動型（コア型）、５０
…分割面、５１…本体、５２…コア面、５３…ゲート、
５４…スライド収容孔、５５…プレート、５６…プレー
ト、５７…ヒケ防止スライド機構装着孔、６…ヒケ防止
スライド機構、６１…スライド、６２…スライドプラン
ジャ、６３…スライド用油圧シリンダ、８…成形品突出
し機構、８１…突出し用油圧シリンダ、８２…突出し用
プランジャ、８３…突出しプレート、８４…ノックアウ
トロッド、８５ａ，８５ｂ…エジェクタプレート、８６
…エジェクタピン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三浦 昭一 愛知県刈谷市一里山町金山100番地トヨタ 車体株式会社内 Ｆターム(参考） 4F202 AA11 AG28 AH25 AM34 CA11 CB01 CK18 CK42 CK52 4F206 AM34 JA07 JM05 JN25 JQ81

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金型を所定の圧力で閉鎖する型締め工程
   と、前記型締めされた金型のキャビティに溶融した熱可
   塑性樹脂を射出する射出工程と、前記金型に射出された
   熱可塑性樹脂を保圧しつつ冷却する保圧冷却工程と、固
   化した前記熱可塑性樹脂を前記金型を開放して取り出す
   型開け工程とを含む熱可塑性樹脂を成形して樹脂成形品
   を生産する射出成形方法において、 前記保圧冷却工程の過程で、前記熱可塑性樹脂の厚肉部
   近傍に可動式のスライド部材を圧入することで前記厚肉
   部の冷却による体積の減少分を補填することを特徴とす
   る射出成形方法。
2. 【請求項２】 金型を所定の圧力で閉鎖する型締め工程
   と、前記型締めされた金型のキャビティに溶融した熱可
   塑性樹脂を射出する射出工程と、前記金型に射出された
   熱可塑性樹脂を保圧しつつ冷却する保圧冷却工程と、固
   化した前記熱可塑性樹脂を前記金型を開放して取り出す
   型開け工程とを含む熱可塑性樹脂を成形して樹脂成形品
   を生産する射出成形方法に用いる射出成形装置におい
   て、 前記保圧冷却工程の過程で、前記熱可塑性樹脂の厚肉部
   近傍に圧入することで前記厚肉部の冷却による体積の減
   少分を補填する可動式のスライド部材を備えたことを特
   徴とする射出成形装置。