JP2007320065A

JP2007320065A - 薄板状成形品の成形装置及び成形方法

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Publication number: JP2007320065A
Application number: JP2006149873A
Authority: JP
Inventors: Ikuo Asai; 郁夫浅井; Goshun Nishino; 悟春西野
Original assignee: Meiki Seisakusho KK
Current assignee: Meiki Seisakusho KK
Priority date: 2006-05-30
Filing date: 2006-05-30
Publication date: 2007-12-13

Abstract

【課題】良好な品質の薄板状成形品を効率的に成形する成形装置と成形方法を提供する。
【解決手段】薄板状成形品をパーティング射出によって成形する金型装置１４と、前記金型装置１４を取付ける型締装置１０とを備える成形装置１であって、金型装置１４は、パーティング面Ｐ１，Ｐ２を密着して形成したキャビティＣの主要部Ｍに相当する領域を構成し前記キャビティＣの板厚方向に可動なコア３１と、前記主要部Ｍに隣接する前記キャビティＣの従属部Ｓに相当する領域を構成し前記キャビティＣの板厚方向に可動な従属コア３２と、前記コア３１が前記キャビティＣの板厚を減少させる方向に移動するときには前記従属コア３２を同調して移動させ、その後前記従属コア３２のキャビティＣ面が前記コア３１のキャビティＣ面から前記キャビティＣの板厚を減少させる方向に離隔可能にさせる係合部材４３と係合片４４を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、良好な特性の薄板状成形品を効率的に成形する成形装置と成形方法に関する。

薄板状成形品は、例えば液晶表示器の導光板が挙げられる。導光板の射出成形では、導光板が光学製品であり表面に微細な凹凸を有するので、歪み、ひけ、バリがなく良好な成形転写が行われる必要がある。そのため、導光板の成形は、いわゆるインロー方式の金型ではなく、いわゆる平当て方式の金型を用いて射出圧縮成形することがより好ましいとされている（例えば、特許文献１参照。）

上記の金型は、固定側型部と可動側型部とを有し、両型部の型締め完了前に成形空間を外部から遮断して１次型締めをした状態で、当該成形空間内に樹脂を充てんしたのち、樹脂を圧縮しながら型締めを完了して成形品を得る射出金型であって、固定側型部は、成形品の片面に対応した賦形面を有する固定側製品ブロックと、この固定側製品ブロックを保持するための、可動側型部と対向する面がパーティング面とされた固定側プレートとを備え、可動側型部は、成形品の反対面に対応した賦形面を有する可動側製品ブロックと、この可動側製品ブロックを保持するための受板と、上記受板および可動側製品ブロックに対して型締め方向に沿って移動可能に設けた、固定側型部と対向する面がパーティング面とされ、型締め時に、当該パーティング面を固定側プレートのパーティング面に圧接することで、固定側製品ブロックと可動側製品ブロックとの間に形成される成形空間を外部から遮断して１次型締めするための可動側プレートと、この可動側プレートを、受板から型締め方向に突出させるように付勢して、型締め時に、両型部の型締め完了前に、そのパーティング面を固定側プレートのパーティング面に圧接させることで１次型締めを行わせる１次型締め機構と、可動側製品ブロックを、可動側型部に、受板および可動側プレートと別個に、型締め方向およびそれと反対の型開き方向に移動可能に保持させているとともに、上記可動側製品ブロックを型締め方向および型開き方向に任意に移動させる移動機構と、を備えたものである。しかしながら、このような金型は構造が複雑なためコストが嵩むとともに、この金型を用いた成形後の導光板の可動側製品ブロックからの離型が困難となるのである。
特許第３７５３６２３号公報

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、良好な品質の薄板状成形品を効率的に成形する成形装置と成形方法を提供することを目的とする。

すなわち、請求項１の発明は、薄板状成形品をパーティング射出によって成形する金型装置と、前記金型装置を取付ける型締装置とを備える成形装置であって、前記金型装置は、パーティング面を密着して形成したキャビティの主要部に相当する領域を構成し前記キャビティの板厚方向に可動なコアと、前記主要部に隣接する前記キャビティの従属部に相当する領域を構成し前記キャビティの板厚方向に可動な従属コアと、前記コアが前記キャビティの板厚を減少させる方向に移動するときには前記従属コアを同調して移動させ、その後前記従属コアのキャビティ面が前記コアのキャビティ面から前記キャビティの板厚を減少させる方向に離隔可能にさせる係合部とを備えることを特徴とする薄板状成形品の成形装置に係る。

請求項２の発明は、請求項１において、前記型締装置が、前記コアを駆動し移動させる第１型締手段と、前記第１型締手段に収容して配置され前記従属コアを駆動し移動させる第２型締手段とを有する薄板状成形品の成形装置に係る。

請求項３の発明は、請求項２において、前記第２型締手段が、前記コアとの当接部に前記コアの移動距離を調整するスペーサを着脱自在に備える薄板状成形品の成形装置に係る。

請求項４の発明は、薄板状成形品をパーティング射出によって成形する成形方法であって、金型装置のパーティング面が密着するよう第１型締手段で圧締し、キャビティへ溶融材料を射出し、前記キャビティの主要部及びそれ以外の部分である従属部における溶融材料を第２型締手段で圧縮して成形した成形品を、前記従属部を圧縮する面が前記主要部を圧縮する面より圧縮移動方向に離隔するようにして離型する薄板状成形品の成形方法に係る。

請求項１の発明は、薄板状成形品をパーティング射出によって成形する金型装置と、前記金型装置を取付ける型締装置とを備える成形装置であって、前記金型装置は、パーティング面を密着して形成したキャビティの主要部に相当する領域を構成し前記キャビティの板厚方向に可動なコアと、前記主要部に隣接する前記キャビティの従属部に相当する領域を構成し前記キャビティの板厚方向に可動な従属コアと、前記コアが前記キャビティの板厚を減少させる方向に移動するときには前記従属コアを同調して移動させ、その後前記従属コアのキャビティ面が前記コアのキャビティ面から前記キャビティの板厚を減少させる方向に離隔可能にさせる係合部とを備えるものである。そのため、簡単な構成でありながら、良好な成形品を成形できるとともに成形品の離型を効率的かつ効果的に行う成形装置を得られる。

請求項２の発明は、請求項１において、前記型締装置が、前記コアを駆動し移動させる第１型締手段と、前記第１型締手段に収容して配置され前記従属コアを駆動し移動させる第２型締手段とを有するので、型締装置を簡潔な構成とすることができる。

請求項３の発明は、請求項２において、前記第２型締手段が、前記コアとの当接部に前記コアの移動距離を調整するスペーサを着脱自在に備えるので、一の金型装置により板厚の異なる多くの成形品を成形することができる。

請求項４の発明は、薄板状成形品をパーティング射出によって成形する成形方法であって、金型装置のパーティング面が密着するよう第１型締手段で圧締し、キャビティへ溶融材料を射出し、前記キャビティの主要部及びそれ以外の部分である従属部における溶融材料を第２型締手段で圧縮して成形した成形品を、前記従属部を圧縮する面が前記主要部を圧縮する面より圧縮移動方向に離隔するようにして離型するので、良好な成形品を成形できるとともに成形品の離型を効率的かつ効果的に行うことができる。

本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の成形装置を示す断面正面図、図２は図１におけるＢ部の部分拡大図、図３は図１におけるＡ−Ａ矢視断面図である。

図１に示す本発明の一実施例に係る薄板状成形品の成形装置１は、薄板状成形品をパーティング射出によって成形する金型装置１４と、前記金型装置１４を取付ける型締装置１０とを備える。金型装置１４は、固定型１２と可動型１３からなる。固定型１２と可動型１３が型合わせされ、固定型１２のパーティング面Ｐ１と可動型１３のパーティング面Ｐ２が当接してキャビティＣが形成される。薄板状成形品は、型締装置１０に取付けられた金型装置１４のキャビティＣへ射出装置１１から溶融材料を射出する構成の成形装置１により成形される。薄板状成形品の例としては、液晶表示器の導光板が挙げられる。導光板を成形するキャビティＣとキャビティＣへ射出装置１１のノズル４２から溶融材料を導入する通路であるランナ部Ｒは、パーティング面Ｐ１及びパーティング面Ｐ２のいずれか一方又は双方に刻設して形成される。キャビティＣは、導光板の片面又は両面に微細な凹凸を形成させる転写面又は鏡面を有する主要部Ｍと、主要部Ｍに隣接し主要部Ｍで成形される部分を取付け固定するための鍔状の取付け部を形成させる従属部Ｓからなる。従属部Ｓにはゲートを介してランナ部Ｒが接続されている。主要部Ｍの転写面は、キャビティＣ面に直接刻設するか又は、キャビティＣ面に図示しないスタンパを設けて構成してもよい。なお、図１に示すように、パーティング射出として、型合わせされて形成されるランナ部Ｒの端部開口にノズルを当接させて射出するものを例示したが、前記特許文献１に示すように、ゲートに接続されるパーティング面のランナーが、固定側型部に可動側型部の移動方向で設けられたスプルブッシュへ接続されるようなものも含めてパーティング射出という。すなわち、パーティング射出とは、金型装置の縦横配置や金型装置へのノズルの当接位置に関係なく、少なくともキャビティへ直接接続されるランナ部がパーティング面に形成されている金型装置における成形状態をいうものとする。

可動型１３は、図１及び図２に示すように、主要部Ｍの片面を端面で構成するコア３１と、従属部Ｓの片面を構成しコア３１に隣接して相互に摺動可能な従属コア３２と、コア３１と従属コア３２の少なくともキャビティ面近傍の側面で溶融材料の浸入を阻止する程度の間隙を有して摺動可能に覆設し端面がパーティング面Ｐ２となる可動型板３４と、可動型板３４のパーティング面Ｐ２に対極する端面に固着した係止部材４６と、従属コア３２を係止部材４６に当接するように可動型板３４から弾発するスプリング３３と、断面Ｌ字状でコア３１のキャビティＣ面に対極する端面に固着される係合部材４３と、係合部材４３に係合して従属コア３２を係合部材４３と同調させてキャビティＣ方向へ移動可能にさせるとともに係合部材４３と同調せず従属コア３２のみをキャビティＣ方向へ移動可能にさせる係合片４４と、従属コア３２のキャビティＣ面に対極する端面に固着され複数の従属コア３２同士を連結する連結板４５と、コア３１のキャビティＣ面に対極する端面を延長するアダプタ３５とからなる。

図２に示すように、係合部材４３のＬ字状内面と、コア３１のキャビティＣ面に対極する端面と、従属コア３２の側面とで従属コア３２の移動方向に長い空間４７が形成される。この空間４７におけるキャビティＣから遠い方の壁面は、従属コア３２が係止部材４６に当接してキャビティＣから最も離隔しさらにコア３１がキャビティＣから最も離隔したとき、係合片４４のキャビティＣから遠い面に当接する。そして、コア３１が後述する第２型締手段２３によりキャビティＣ側に前進駆動されると、従属コア３２も同調して前進駆動される。コア３１の前進駆動が停止したときには、当然、従属コア３２の前進駆動も停止する。その後、従属コア３２のみが後述する突出装置４１により単独にキャビティＣ側に前進駆動されると、空間４７の中で係合片４４は、係合片４４のキャビティＣに近い面とコア３１のキャビティＣ面に対極する端面までの距離を前進移動する。なお、係合部材４３と係合片４４とで係合部を構成する。

型締装置１０は、図１に示すように、固定型１２を取付ける固定盤２８と、可動型１３を取付ける可動盤３０と、可動盤３０の可動型１３が取付けられた面の反対面に固着された第１型締手段２６と、可動型１３のアダプタ３５を押圧可能になるよう第１型締手段２６に収容して配設された第２型締手段２３と、可動盤３０を摺動可能に挿通して固定盤２８と第１型締手段２６のシリンダ２４との間にナット２７により架設されたタイバ２９とからなる。なお本実施の形態では、射出装置１１を横型に設けたので、パーティング射出を実施するには型締装置１０を縦型とすることが好ましい。しかしながら、スプルブッシュを可動型の移動方向へ固定型に設けた前述の金型装置を採用するときは、型締装置と射出装置は縦横同じ方向のものとすることが好ましい。

第１型締手段２６は、汎用の油圧機構であって、シリンダ２４と、パッキング押え５３で封入されたパッキングによりシリンダ２４に液密かつ往復動可能に嵌挿され可動盤３０の背面に固着されたラム２２とからなる。シリンダ２４の底部には圧油口２５が開口し、圧油口２５から供給される圧油によってラム２２は金型装置１４を圧締する。金型装置１４の開放（下降）は、可動型１３、可動盤３０及びラム２２等の自重に基づく油圧を、圧油口２５からの圧油の排出量で調節することにより実行する。型締装置が縦型ではないときには、第１型締手段はラム２２ではなくピストンを備え、パッキング側に他の圧油口を備えることになる。なお、第１型締手段２６は油圧機構ではなく、トグル機構やボール螺子とボールナットを用いた機構等であってもよい。

第２型締手段２３は、前記ラム２２の中心凹部に嵌挿され大中小の径部を順に有するピストン１９と、ラム２２の中心凹部とピストン１９の中径部を封止する端板１６と、ピストン１９の小径部端面にネジで着脱自在に取付けられたスペーサ１５とからなる。ピストン１９の大径部の中径部側側面と、ラム２２の中心凹部壁面と、端板１６の内面とから下降室１８が形成される。端板１６は、下降口２１から下降室１８へ連通する穿孔穴を有する。ピストン１９の大径部端面と、ラム２２の中心凹部壁面と、ラム２２の中心凹部底面とから、上昇室２０が形成される。端板１６とラム２２は、上昇口１７から上昇室２０へ連通する穿孔穴を有する。上昇口１７へ圧油を供給すればピストン１９は上昇してスペーサ１５がアダプタ３５を押圧する。下降口２１へ圧油を供給すればピストン１９は下降する。案内板３６は、ピストン１９の小径部側面にピストン１９の移動方向に刻設された溝と係合してピストン１９の移動時にピストン１９が回動しないように可動盤３０に設けたものである。なお、第２型締手段２３は油圧機構ではなく、トグル機構やボール螺子とボールナットを用いた機構等であってもよい。

突出手段４１は、端板１６に立設された複数の案内ピン３９と、案内ピン３９を挿通して摺動移動する突出板３８と、突出板３８と端板１６との間に設けられ突出板３８を金型装置１４の方向に前後動させる複数の駆動部４０と、突出板３８の金型装置１４側に立設された突出ピン３７とからなる。突出ピン３７の先端は、駆動部４０が最も縮小して突出ピン３７を後退させたとき、可動盤３０の可動型１３を取付けた面と同一面となるように構成されている。駆動部４０は、油圧シリンダ装置が簡便に採用されるが、トグル機構、偏芯カム機構又はボール螺子とボールナットを用いた機構等であってもよい。

金型装置１４の型締装置１０への着脱について説明する。金型装置１４を縦型の型締装置１０に取付ける際には、固定型１２と可動型１３を型合わせし一体にして可動盤３０上を搬送する。このとき、図３に示すように、可動盤３０の上面に刻設した溝５０にダイリフタ５１を埋設すると金型装置１４の搬送が極めて容易となる。ダイリフタ５１は、油圧シリンダの上部にローラコンベアが配設されるように構成された市販品であり、油圧シリンダを操作して金型装置１４の搬送時のみローラを溝５０の開口部から突出させる。

図３において、可動盤３０の左側から搬入された金型装置１４は、可動型１３が可動盤３０の盤面に突出させた衝止部材５２に当接した後、可動型１３の係止部材４６に設けた切欠き部に位置決め装置４９の凸部が係合することにより位置決めされる。次に、四のクランプ装置４８が係止部材４６に係合して可動型１３が可動盤３０に取付けられる。同様にして、固定型１２も図示しないクランプ装置により固定盤２８に取付けられる。なお、固定型１２を固定盤２８に取付けたまま、可動型１３のみを交換する場合でも前記と同様にして実施することができる。

このような操作を実現可能とするため、アダプタ３５をより薄いものと交換してキャビティＣの板厚を最も厚く設定した場合でも、コア３１が最下降したとき、アダプタ３５の下面は可動盤３０の上面より下がらないように設計されている。なお、コア３１の下降は、図１に断面図示されたコア３１の二面とは異なる図示されない二面に設けた鍔が係止部材４６の上面に当接することにより制限される。また、この鍔には可動型板３４との間に図示しないスプリングが設けられ、従属コア３２のスプリング３３と同様な作用により、コア３１を強制的に係止部材４６まで戻すように作動する。

さらに、スペーサ１５をより厚いものと交換してキャビティＣの板厚を最も薄く設定した場合でも、ピストン１９がラム２２の中心凹部の底部に当接したとき、スペーサ１５の上面は可動盤３０の上面から殆んど突出しないように設計されている。

このようにコア３１の移動距離が調整自在に構成されているので、キャビティＣの板厚は、所望の導光板に応じてある範囲内で任意の値に設定することができる。しかもアダプタ３５とスペーサ１５は、ネジにより着脱自在であり、両者は離隔可能であるから、キャビティＣの板厚を容易に変更することができる。特に、スペーサ１５に関しては、金型装置１４又は可動型１３を可動盤３０の上面から退避させれば、スペーサ１５の上方に十分な作業空間が生まれるので、スペーサ１５の交換は極めて容易となるのである。

次に、図１に示す成形装置１による成形作動を説明する。先ず、金型装置１４を上記の手順で型締装置１０に取付ける。このとき、コア３１と従属コア３２は、係止部材４６に当接するまで下降して、キャビティＣは所定の最大板厚となっている。圧油口２５から圧油を供給し第１型締手段２６によって金型装置１４を圧締・型締し、パーティング面Ｐ１，Ｐ２同士を密着させてキャビティＣを形成させる。

そして、射出装置１１を前進させて、ノズル４２を金型装置１４の当接したパーティング面Ｐ１，Ｐ２にあるランナＲの開口に押圧させる。射出装置１１から、所望の導光板に応じた所定量の溶融材料をノズル４２とランナＲを介してキャビティＣへ射出する。その後適宜な時期に上昇口１７から圧油を供給し第２型締手段２３を上昇駆動させる。このとき、スペーサ１５はアダプタ３５を押圧しコア３１が上昇するとともに、係合部材４３と係合片４４によって、従属コア３２も同調して上昇し、キャビティＣの主要部Ｍと従属部Ｓにおける溶融材料が同時に圧縮される。この圧縮により、キャビティＣ内の溶融材料は展延されたり保持圧力が与えられるので、歪みやひけのない良好な特性の導光板が成形できる。

この状態でキャビティＣ内の溶融材料は冷却され、変形しない程度まで固化したとき、第１型締手段２６の圧締力を解除して可動型１３を固定型１２から離隔・型開きさせる。このとき、キャビティＣ内の溶融材料が固化して成った成形品（導光板）は、固定型１２のキャビティＣ面から離型して可動型１３のキャビティＣ面に附着した状態で型開きする。

その後、突出手段４１の駆動部４０を作動させて、突出ピン３７により従属コア３２のみを上昇駆動させる。係合部材４３と係合片４４とは非係合となっているので、コア３１は圧縮を終了した位置を維持したまま、従属コア３２のみがさらに上昇し、成形品をその周辺部の従属部Ｓで持ち上げるようにして離型させる。このとき、図示はしないが、従属部Ｓと主要部Ｍとの境界部等に設けたエア吹出し口から圧縮空気を主要部Ｍの表面へ吹き出すことにより離型をより良好に行うことができる。そのため、離型しにくい主要部Ｍの成形品を、表面の損傷もなく容易かつ良好に離型することができる。

成形品の離型に関する他の方法について説明する。すなわち、圧縮が終了した状態の従属コア３２をその位置で保持させたままにして、コア３１を下降させてキャビティＣから離隔させ、従属部Ｓを圧縮する従属コア３２のキャビティＣ面が主要部Ｍを圧縮するコア３１のキャビティＣ面より圧縮移動方向に相対的に離隔するようにして成形品を離型するのである。そのためには、圧縮が終了したとき突出手段４１を前進させて従属コア３２の圧縮終了位置を保持させ、その後、第２型締手段２３を下降・後退させ、図示しない強力なスプリングによりコア３１も下降・後退させる。

なお、本発明は、当業者の知識に基づいて様々な変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものを含む。また、前記変更等を加えた実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限りいずれも本発明の範囲内に含まれるものであることは言うまでもない。

本発明の成形装置を示す断面正面図である。図１におけるＢ部の部分拡大図である。図１におけるＡ−Ａ矢視断面図である。

符号の説明

１成形装置
１０型締装置
１１射出装置
１４金型装置
１５スペーサ
１９ピストン
２２ラム
２３第１型締手段
２６第２型締手段
２８固定盤
３０可動盤
３１コア
３２従属コア
３５アダプタ
４１突出手段
４３係合部材
４４係合片
４６係止部材
Ｃキャビティ（成形品）
Ｍ主要部
Ｐ１，Ｐ２パーティング面
Ｒランナ部
Ｓ従属部

Claims

薄板状成形品をパーティング射出によって成形する金型装置と、前記金型装置を取付ける型締装置とを備える成形装置であって、
前記金型装置は、パーティング面を密着して形成したキャビティの主要部に相当する領域を構成し前記キャビティの板厚方向に可動なコアと、前記主要部に隣接する前記キャビティの従属部に相当する領域を構成し前記キャビティの板厚方向に可動な従属コアと、前記コアが前記キャビティの板厚を減少させる方向に移動するときには前記従属コアを同調して移動させ、その後前記従属コアのキャビティ面が前記コアのキャビティ面から前記キャビティの板厚を減少させる方向に離隔可能にさせる係合部とを備えることを特徴とする薄板状成形品の成形装置。
前記型締装置は、前記コアを駆動し移動させる第１型締手段と、前記第１型締手段に収容して配置され前記従属コアを駆動し移動させる第２型締手段とを有する請求項１に記載の薄板状成形品の成形装置。
前記第２型締手段は、前記コアとの当接部に前記コアの移動距離を調整するスペーサを着脱自在に備える請求項２に記載の薄板状成形品の成形装置。
薄板状成形品をパーティング射出によって成形する成形方法であって、
金型装置のパーティング面が密着するよう第１型締手段で圧締し、キャビティへ溶融材料を射出し、前記キャビティの主要部及びそれ以外の部分である従属部における溶融材料を第２型締手段で圧縮して成形した成形品を、前記従属部を圧縮する面が前記主要部を圧縮する面より圧縮移動方向に離隔するようにして離型することを特徴とする薄板状成形品の成形方法。