JP2008001092A - 射出発泡成形機及び射出発泡成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】金型キャビティの内側間隔が決まり、正確な成形品が得られる射出発泡成形機及び射出発泡成形方法を提供する。
【解決手段】可動ダイプレート４を固定ダイプレート２に対して移動し型締めする型締手段と、固定ダイプレート２に取付けられた固定側金型と、可動ダイプレート３に取付けられた可動側金型と、前記両ダイプレート２、３の間隔を広げる複数の駆動手段５０と、該駆動手段５０により可動ダイプレート３が移動する距離を調整するダイプレート間隔調整手段６０とを備えたこと。
【選択図】 図２

Description

本発明は、金型キャビティ内に射出充填した発泡性溶融樹脂を、金型を寸開することにより発泡させ、高精度の発泡成形品が得られるようにする射出発泡成形機の構成と発泡成形方法に関する。

射出成形機による射出発泡成形は、表面を硬化させた後、内部を発泡させて、外観の見栄えがよく、軽くて丈夫な成形品を得ることを狙いとし、そのために、加熱可塑化した発泡性樹脂を金型内に高速で射出充填し、射出充填が終わり金型に接している成形品の表面が冷却して硬化した後、金型の間隔を広げて金型キャビティの容積を拡大し、成形品の内圧を下げ成形品の内部を発泡膨張させる射出発泡成形方法が従来から知られている。

発泡性樹脂成形装置について、特許文献１に示した従来例で説明すると、この成型装置は、金型の間隔を広げるために固定盤に型締め用とは別の油圧シリンダを設け、成形品の表面が冷却して硬化した後、金型が密着した状態から前記油圧シリンダを作動させて樹脂の発泡膨張量だけ金型の間隔を広げる成型装置で、油圧シリンダのストロークを調整する手段と、油圧シリンダの作動ロッド端に当接する可動盤に固定した突出ロッドの先端位置を精密に位置決めする手段とを備えた構成になっている。

また、特許文献２に示す従来例の発泡性樹脂成形装置は、固定盤に設けられた固定金型と可動盤に設けられた可動金型との間に形成されるキャビティへ発泡剤混合樹脂を射出後、発泡剤混合樹脂の発泡に応じて可動金型を型開き方向へ所定距離移動させて成形を行う発泡成形用の射出成形機に、可動盤と固定盤の一方にサーボモータとねじを用いて他方の盤と当接および離間可能な可動金型移動機構を設けたもので、発泡剤混合樹脂の発泡に応じて、可動金型を型開き方向へ移動させる際の速度、および停止位置を高精度に制御することにより、高品質の発泡成形品を得ることを目的としている。

また、特許文献３に示す従来例の発泡性樹脂成形装置は、金型キャビティに射出充填した溶融樹脂を、金型を寸開して発泡させる際に、型内圧センサの検出した型内圧がマイナスにならぬように寸開速度を制御し、また、発泡時の型寸開駆動は複数のボールねじ式のジャッキを使用し、同ジャッキを駆動するサーボモータを同調制御して成形品の厚さが均等になるようにしている。

特公昭５２−２５４２９号公報（図１、図３） 特開２００２−３２１２６２号公報（図４） 特開２００４−９８５８２号公報（図１）

特許文献１の従来例は、油圧シリンダのストローク調整手段のスラスト受けの位置調整手段に駆動源から傘歯車、ウォーム歯車を介してナットとねじロッドを回すようになっているが、歯車の噛み合いのバックラッシュが重なるので複数の油圧シリンダのストロークを受ける位置を正しく揃えることは困難であり、また、油圧シリンダを急速に駆動すると、発泡性樹脂の膨張速度が金型の後退速度に追いつかなくなって、金型と成形品との間に、隙間を生じ、スワールマークやシルバーを生じる原因となる。

また、特許文献２と特許文献３で示す従来例は、金型の移動距離の精度は充分に高く、移動速度が適正に制御されるので、金型と成形品との間に隙間を生じることは無く、従って、スワールマークやシルバーを生じる心配は無いが、大重量のダイプレートを精度良く駆動するためには、大容量のボールねじ手段を必要とするので、設備として相当に高価なものになる。

上記の問題点に対し、本発明は以下の各手段により課題の解決を図る。
（１） 第１の手段の射出発泡成形機は、可動ダイプレートを固定ダイプレートに対して移動し型締めする型締手段と、固定ダイプレートに取付けられた固定側金型と、可動ダイプレートに取付けられた可動側金型と、前記両ダイプレートの間隔を広げる複数の駆動手段と、該駆動手段により可動ダイプレートが移動する距離を調整するダイプレート間隔調整手段とを備えてなることを特徴とする。

（２） 第２の手段の射出発泡成形機は、上記第１の手段の射出発泡成形機において、前記駆動手段はラムが作動端まで駆動される油圧シリンダであって前記固定ダイプレート又は可動ダイプレートに固定され、前記ダイプレート間隔調整手段は他方のダイプレートに前記駆動手段に対向した位置に固定され該間隔調整手段の調整端部が前記駆動手段の油圧シリンダの作動ロッド先端に当接することで両ダイプレートの間隔が決められることを特徴とする。

（３） 第３の手段の射出発泡成形機は、上記第１の手段及び第２の手段の射出発泡成形機において、前記間隔調整手段は、前記駆動手段が取付けてない側のダイプレートに固定してあるねじ軸支持フレームと、該ねじ軸支持フレームに回転自在に支えられ中心線方向を拘束され台形ねじを備えた台形ねじ軸と、前記油圧シリンダの作動ロッド先端と当接する面を有し前記ねじ軸の台形ねじに螺合する台形の雌ねじを備え、回り止めが設けてある台形ねじナットとにより構成されていることを特徴とする。
（４） 第４の手段の射出発泡成形機は、上記第１の手段及び第２の手段の射出発泡成形機において、前記間隔調整手段は、前記駆動手段が取付けてない側のダイプレートに固定してあるねじナット支持フレームと、該ねじナット支持フレームに回転自在に支えられ中心線方向を拘束され台形ねじを備えた台形ねじナットと、前記油圧シリンダの作動ロッド先端と当接する面を有し前記ねじナットの台形ねじに螺合する台形の雄ねじを備え、回り止めが設けてある台形ねじ軸とにより構成されていることを特徴とする。

（５） 第５の手段の射出発泡成形機は、上記第３または第４の手段の射出発泡成形機において、両ダイプレートの間隔を調整する間隔調整手段に台形ねじ軸を回転駆動するサーボモータを設置したことを特徴とする。

（６） 第６の手段の射出発泡成形機は、基盤に固定された固定ダイプレートと、基盤上を固定ダイプレートに対して移動可能な可動ダイプレートと、可動ダイプレートを往復移動させる可動ダイプレート移動手段と、固定ダイプレートに付属する複数の油圧型締シリンダとからなる射出成形機において、両ダイプレートを型締めするタイバーの引張力を支えるハーフナットの遊隙を無くすため型締シリンダに設けられた小型のサブシリンダに低油圧を供給して型締め後、前記両ダイプレートの間隔を広げることができる複数の上記第３の手段の駆動手段と、該駆動手段により可動ダイプレートが移動する距離を調整する複数の上記第３〜５の手段のダイプレート間隔調整手段を備えてなることを特徴とする。

（７） 第７の手段の射出発泡成形機は、上記第１〜第６の手段のダイプレートの金型取付け面と複数の間隔調整手段の台形の雌ねじ先端面との距離を検出する複数の位置センサを設置し、その検出値を表示パネルに表示することを特徴とする。
（８） 第８の手段の射出発泡成形方法は、上記第６の手段の射出発泡成形機を用い、固定側金型と可動側金型間に形成される金型キャビティ内に溶融樹脂を射出充填する工程と、該射出充填工程の後に、可動側金型を固定側金型から離れる方向に移動させる工程を有してなることを特徴とする。

（９） 第９の手段の射出発泡成形方法は、上記第６の手段の射出発泡成形機を用い、型締め後の金型キャビティ内に溶融可塑化し圧縮した発泡性樹脂を射出充填した後、樹脂圧を減じ、金型キャビティ容積を増大して発泡成形品を成形する発泡成形方法において、発泡性樹脂を射出充填後、前記駆動手段の油圧シリンダを駆動して、前記間隔調整手段の上記第３の手段の台形ねじナットまたは上記第４の手段の台形ねじ軸の当て面を押すとき、樹脂の発泡成形の膨張速度を超えないように油圧シリンダの作動速度を制御し、可動ダイプレートが間隔調整手段の調整設定した距離を移動し、停止し、発泡終了後、発泡圧力保持、冷却、降圧，離型を行うようにしたことを特徴とする。

（１０） 第１０の手段の射出発泡成形方法は、上記第８の手段の射出発泡成形方法において、金型キャビティ内の溶融樹脂圧を検出する型内圧センサを設置し、金型キャビティ内の樹脂の発泡成形工程中の型内圧が負圧にならぬように。前記駆動手段の油圧シリンダへの作動油圧を制御することを特徴とする。

（１１） 第１１の手段の射出発泡成形機は、基盤に固定された固定ダイプレートと、基盤上を固定ダイプレート２に対して移動可能な可動ダイプレートと、可動ダイプレートを往復移動させる可動ダイプレート移動手段と、固定ダイプレートに付属する複数の油圧型締シリンダとからなる射出成形機において、前記駆動手段は、ラムが作動端まで駆動される油圧シリンダであって前記固定ダイプレート又は可動ダイプレートに固定され、前記ダイプレート間隔調整手段は、他方のダイプレートに前記駆動手段に対向した位置に固定設置され、該ダイプレート間隔調整手段の調整端部が、前記駆動手段の油圧シリンダの作動ロッド先端に当接することで両ダイプレートの間隔が決められと共に、金型の寸開のときに、両ダイプレートを型締めするタイバーの引張力を支えるハーフナットの遊隙を無くすため型締シリンダに設けられた小型のサブシリンダに低油圧を供給し、油圧シリンダの力よりも小さい力で引っ張ることを特徴とする。
（１２） 第１２の手段の射出発泡成形機は、第１１に記載する射出発泡成形機において、前記ダイプレート間隔調整手段は、前記駆動手段が取付けてない側のダイプレートに固定してあるねじ軸支持フレームと、該ねじ軸支持フレームに回転自在に支えられ中心線方向を拘束され台形ねじを備えた台形ねじ軸と、前記油圧シリンダの作動ロッド先端と当接する面を有し前記台形ねじ軸の台形ねじに螺合する台形の雌ねじを備え回り止めが設けてある台形ねじナットとにより構成されていることを特徴とする。
（１３） 第１３の手段の射出発泡成形機は、第１２に記載する射出発泡成形機において、前記ダイプレート間隔調整手段は、前記駆動手段が取付けてない側のダイプレートに固定してあるねじナット支持フレームと、該ねじナット支持フレームに回転自在に支えられ中心線方向を拘束され台形ねじを備えた台形ねじナットと、前記油圧シリンダの作動ロッド先端と当接する面を有し前記ねじナットの台形ねじに螺合する台形の雄ねじを備え、回り止めが設けてある台形ねじ軸とにより構成されていることを特徴とする。
（１４） 第１４の射出発泡成形機は、第１２及び第１３に記載する射出発泡成形機において、両ダイプレートの間隔を調整する間隔調整手段に台形ねじ軸を回転駆動するサーボモータを設置したことを特徴とする。
（１５） 第１５の射出発泡成形方法は、第１２〜１４のいずれか一つに記載する射出発泡成形機を用い、固定側金型と可動側金型間に形成される金型キャビティ内に溶融樹脂を射出充填する工程と、該射出充填工程の後に、可動側金型を固定側金型から離れる方向に移動させる工程を有してなることを特徴とする。

請求項１〜請求項６に係わる発明は上記第１〜第６の手段の射出発泡成形装置であり、この射出発泡成形装置を用い、請求項８及び請求項９に係わる発明の上記第８及び第９の手段の射出発泡成形方法により、金型キャビティに射出充填した溶融発泡性樹脂を、金型に寸開（コアバック）して発泡させる際に、樹脂の発泡成形の膨張速度を超えないように両ダイプレートの間隔を広げる駆動手段である油圧シリンダの作動速度を制御し作動端まで駆動して、予め位置を設定してある間隔調整手段の上記第３の手段の台形ねじナットまたは上記第４の手段の台形ねじ軸に当てることで、可動ダイプレートが間隔調整手段の調整設定した距離を移動するので、金型キャビティの内側間隔が決まり、正確な成形品が得られる。

また、上記の第６および第１１の手段のように、金型の寸開時に、両ダイプレートを型締め用タイバーの引張力を支えるハーフナットの遊隙を無くすために、型締シリンダに設けられた小径のサブシリンダに低油圧を供給して、コアバックシリンダの力より小さい力で引張っている。これによりダイプレート間の設定距離の再現性が高く、精度が高い成形品が得られる効果がある。

請求項７に係わる発明は上記第７の手段の射出発泡成形装置であり、金型取付け面から間隔調整手段の台形の雌ねじ先端面との距離を検出する位置センサを設置し、その検出値を表示パネルに表示することにより、何時でもキャビティ内側間隔をチェックし、経時変化が生じても容易に間隔調整手段の再調整することができる。

請求項１０に係わる発明は上記第１０の手段の射出発泡成形方法であり、上記第８の手段の射出発泡成形方法において、樹脂の発泡成形工程中に、型内圧センサにより金型キャビティ内の溶融樹脂圧を検出し、型内圧が負圧にならぬように、駆動手段の油圧シリンダの作動油圧を制御することにより、成形品の表面にスワールマーク（発泡ガス跡）やシルバー（銀条痕）の発生を抑える効果がある。

この実施の形態は油圧型締式射出成形機に機能部品を追加し、発泡成形に適応するようにしたものである。

（第１の実施の形態）
第１の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は本発明に係わる射出発泡成形装置の側面図及び油圧制御系統図、図２は図１のコアバック用油圧シリンダからなる駆動手段及びダイプレート間隔調整手段を示す拡大図、図３は図１の射出発泡成形装置の発泡膨張行程におけるコアバック動作を示す図である。

図において、１は基盤で、基盤１の一端には固定側金型４を取付けた固定ダイプレート２が固定されている。基盤１の上には固定ダイプレート２に対向して可動側金型を取付けた可動ダイプレート３が移動可能に戴置される。２２は基盤１に固定されたガイドレールであり、可動ダイプレート３に固定されたリニアベアリング２１がこのガイドレール２２にガイドされ、可動ダイプレート３を支えている。固定ダイプレート２にはストロークが短く断面積の大きな複数（本例では4基）の型締シリンダ９が固定ダイプレート２の中心線に対して対称に設けられている。

この型締シリンダ９の中を摺動するラム６はその１側面のそれぞれタイバー７が直結され、固定ダイプレート２に対向する可動ダイプレート３が型閉のため近づいてきたとき、タイバー７は可動ダイプレート３に明けられた複数の挿通孔を貫通する。型締めシリンダの型締め側に内径を１段小さくしたサブシリンダ９ａが設けられ、ラム６にこのサブシリンダ９ａに挿通するサブラム６ａが設けられる。

タイバー７の先端部は、それぞれ等ピッチの複数の溝部７ａを形成し、一方、可動ダイプレート３の反金型側面には、各タイバー７のリング溝部７ａと噛合するようになっていて、対向して対になった複数のハーフナット１１が、複数のタイバー７の軸直角方向に油圧シリンダ等で移動してタイバー７を挟んで固定するように設けられている。８は射出シリンダである。

発泡成形時に固定ダイプレート２と可動ダイプレート３の間隔を寸開する駆動手段５０とダイプレート間隔調整手段６０について説明する。図２に示すように、駆動手段５０の主体であるコアバック用油圧シリンダ５１は、本実施の形態では可動ダイプレート３の固定ダイプレート２に対向する面に対称の位置に複数（４組）固定されている。このコアバック用油圧シリンダ５１のラム５３は同油圧シリンダ５１の作動端まで決まった距離（ｓ）だけ駆動される。ダイプレート間隔調整手段６０は固定ダイプレート２の面に駆動手段５０に対向した位置に固定されている。ダイプレート間隔調整手段６０の先端のナットエンドピース６４がコアバック用油圧シリンダ５１の作動ロッド５４の先端のロッドエンドピース５５に当接し、さらに押して、同油圧シリンダ５１のラム５３が同油圧シリンダ５１の作動端で停止することで両ダイプレートの間隔が決められる。

ダイプレート間隔調整手段６０は、台形ねじナット６３、隔台７５を介して固定してあるねじ軸支持フレーム６１と、ねじ軸支持フレーム６１に軸受６６を介して回転自在に支えられ、中心線方向に拘束され台形ねじを備えた台形ねじ軸６２と、コアバック用油圧シリンダ５１の作動ロッド５４の先端のロッドエンドピース５５に当接する面を有し台形ねじ軸６２の台形ねじに螺合する台形の雌ねじを備えた台形ねじナット６３と、台形ねじナット６３の先端に嵌め込んだナットエンドピース６４と、台形ねじナット６３の中心線に対して対称に固定ダイプレート２に取付けられた台形ねじナット６３の複数の回り止め６９と、台形ねじ軸６２を歯付きベルト６７を介して回転駆動するサーボモータ６８とにより構成されている。図２に示すｃはダイプレート間隔調整手段６０の間隔調整範囲を示し、台形ねじナット６３の位置は、台形ねじナット６３に備えられた検知片７２と、固定ダイプレート２に固設した支持部材７４に取付けられた位置センサ７３により精密に検出され、図示しない表示パネルに表示される。

可動ダイプレート３を型開の方向に大距離移動させる型開閉手段は、可動ダイプレート３の走行方向に平行に設置され、基盤１に取付けられた軸受箱１７と軸受箱１８によって回転可能に、軸方向を拘束して支えられ、サーボモータ１５により動力伝動ベルト１６を介して駆動されるボールねじ軸１３と、可動ダイプレート３の下方に固定されたブラケット３aに支持され、ボールねじ軸１３に螺合し、ボールねじ軸１３の回転により直線移動するボールねじナット１４とで構成されている。ボールねじ軸１３は制御装置３７によりサーボモータ１４を介して、回転数、回転速度が制御される。

この型締装置は、図１の金型が開いた状態、即ち、可動ダイプレート３が、２点鎖線で示すような、充分に固定ダイプレート２から離れた状態から、実線で示したように金型４と金型５が閉となるまで、可動ダイプレート３はサーボモータ１５で駆動されるボールねじ軸１３の回転によって移動する。制御装置３７に内蔵する型盤移動速度制御回路は可動ダイプレート３をゆっくり加速し、一定速度で移動した後、減速して金型５が金型４に接触する寸前に停止する。

この実施の形態においては、駆動手段５０は可動ダイプレート３に、ダイプレート間隔調整手段６０は固定ダイプレート２に固設してあるが、駆動手段５０を固定ダイプレート２に、ダイプレート間隔調整手段６０を可動ダイプレート３に取付けても良い。

型締め、発泡膨張のための可動ダイプレート３の移動等を行う油圧系統について説明する。図１において、型締シリンダ９の油圧制御回路は、制御装置３７、油圧ポンプ駆動用モータ３２、油圧ポンプ３１、油圧ポンプ３１から送り出される作動油の油圧を高圧、低圧の２段階に切換え可能な電磁比例制御リリーフ弁３６、４方切換弁３４と、型締め側の油圧シリンダとサブシリンダ９ａへ同時に作動油を送る通路配管２６とサブシリンダ９ａ単独への通路配管２７とを切換えることができる３方向切換弁３３、開閉弁３８と、型締め側配管８１と離型側配管８２とを結んだ差動回路配管８３に設置された開閉弁３５とで構成される。

駆動手段５０を制御する油圧系統について説明する。油圧ポンプ３１から送り出された作動油は、電磁比例制御リリーフ弁３６において低圧に切換えられて、低圧側配管８４を介して、４方切換弁４４へ送られる。４方切換弁４４で切換えられる作動油はコアバック用油圧シリンダ５１へ送られ、ラム５３を押し引き作動する。ラム５３により作動ロッド５４を押出す側の作動油通路に、作動油圧を調整する油圧調整弁４５が設置されている。

キャビティ２５に樹脂を射出充填後のキャビティ２５内の成形品の発泡膨張工程図（図３）により、コアバック動作を説明する。
（Ｉ）割ナット閉，型締、射出：
図１に示すボールねじ軸１３により可動ダイプレート３を型閉し、タイバー７をその複数のリング溝部７ａにおいてハーフナット１１で係合して固定し、３方向切換弁３３を介して高圧油を型締シリンダ９の型締め側と、開閉弁３８を開いて小径のサブシリンダ９ａへ送り、型締めし、溶融樹脂を金型キャビティ２５内に射出する。

（II）型締シリンダ降圧、コアバック油圧シリンダ前進、調整ナットに当接：
電磁比例制御リリーフ弁３６を操作して型締油圧回路の油圧を低圧に下げ、３方向切換弁３３を切換え、開閉弁３８を閉じて、タイバー７とハーフナット１１の係合部の遊隙を無くすため、低圧油をサブシリンダ９ａへ送り、金型に弱い背圧であるバックアップ力Ｆｂをかける。同時に、４方向切換弁４４を切換えてコアバック用油圧シリンダ５１へ作動油を送り、ラム５３を前進させてロッドエンドピース５５をダイプレート間隔調整手段６０のナットエンドピース６４に当接させる。

（III）発泡膨張と同時にコアバック油圧シリンダ前進、位置保持、冷却：
樹脂の発泡膨張により金型に発泡力Ｆｐがかかる。このとき、コアバック力をＦｃとしたとき、Ｆｂ>Ｆｐとすればキャビティ２５内において樹脂と金型との間に空隙を生じることは無い。樹脂の発泡膨張と同時に、ロッドエンドピース５５をダイプレート間隔調整ナット６０のナットエンドピース６４に当接したまま、コアバック用油圧シリンダ５１の作動ロッド５４を前進させる。このとき、Ｆｂ<ＦｃまたはＦｂ<Ｆｐ+Ｆｃとすればコアバック用油圧シリンダ５１はサブラム６ａの背圧に勝って金型を開くことができる。相対力の条件をこのようにするためには、樹脂の発泡力に応じてサブシリンダ９ａへ供給する油圧を調整し、コアバック用油圧シリンダ５１への油圧を油圧調整弁４５で調整する。作動ロッド５４が前進してラム５３が同シリンダ５１のストロークエンドに到達して停止する。樹脂の膨張力が残った状態で金型の間隔を保持し冷却し、樹脂が固化する。

（IV）コアバック用油圧シリンダ後退、離型、型開：
４方向切換弁４４を切換えてコアバック用油圧シリンダ５１のラム５３を反対側のストロークエンドまで後退させ、次いで、４方向切換弁３４を切換え、開閉弁３５を開いて型締シリンダ９を離型側へ作動する差動油圧回路に切換え、離型し、次いで、ボールねじ軸１３を駆動して型開、成形品取り出しに移行する。

薄肉の成形品の場合、コアバック移動量は小さいが、金型の移動速度は樹脂の発泡膨張速度を超えないように制御されなければならない。金型キャビティ２５内の樹脂圧を型内圧力センサ２８で計測して、この樹脂圧がマイナスにならぬように、金型の移動速度を樹脂圧が一定値になるようにフィードバック制御しても良いし、樹脂の発泡膨張速度を予め計算、又は、実測して求めておき、その速度より低い速度になるように、コアバック用油圧シリンダ５１に送る作動油の流速を決めても良い。

また、成形品の厚さ寸度を高精度にするためには、発泡膨張後のコアバック停止位置を厳密にしなくてはならぬが、コアバック用油圧シリンダ５１のラム５３はストロークエンドで停止するのでロッドエンドピース５５の当接面の位置は常に一定であり、ダイプレート間隔調整手段６０の台形ねじナット６３の調整位置精度が重要になる。また、同間隔調整手段６０に負荷されるダイプレートや金型は大重量であり、台形ねじナット６３と台形ねじ軸６２に対する負荷も重負荷である。即ち、台形ねじは精度と同時に重負荷に耐えるものとして選択されている。

台形ねじ軸６２は回転時は軸受６６で支えられるが、ナットエンドピース６４の当り面に重負荷が加えられたときは、この負荷を台形ねじ軸６２のフランジ６２ａとねじ軸支持フレーム６１に取付けられたスラストワッシャ６５とで受け、軸受６６はボールとレースのクリアランスと変形で過負荷を避けるように構成される。

また、台形ねじナット６３と一体のアーム６３ａに取付けられた検知片７２を高精度の位置センサ７３により検出してダイプレートの停止位置を確かめることができる。位置センサ７３の検出値が経時変化したときは、サーボモータ５８で台形ねじ軸６２を駆動して修正することができる。

このように、本実施形態では、金型キャビティに射出充填した溶融発泡性樹脂を、金型に寸開（コアバック）して発泡させる際に、樹脂の発泡成形の膨張速度を超えないように両ダイプレートの間隔を広げる駆動手段である油圧シリンダ５１の作動速度を制御し作動端まで駆動して、予め位置を設定してあるダイプレート間隔調整手段６０の台形ねじナット６３のナットエンドピース６４に作動ロッド５１のエンドピース５５を当てることで、可動ダイプレート３がダイピース間隔調整手段６０の予め調整設定した距離を移動するので、金型キャビティの内側間隔が決まり、正確な成形品が得られることができる。

また、金型の寸開（コアバック）して発砲させるときに、両ダイプレート３、２を型締めするタイバー７の引張力を支えるハーフナット１１の遊隙を無くすために、型締シリンダ９に設けられた小径のサブシリンダ９ａに低油圧を供給して、コアバック用油圧シリンダ５１の力より小さい力で引張っているので、ダイプレート間の設定距離の再現性が高く、精度が高い成形品が得られる効果がある。

（第２の実施の形態）
第２の実施の形態は、上述の請求項４に係わる第４の手段の射出発泡成形機における間隔調整手段を備えたものであり、この間隔調整手段が第１の実施の形態のものと異なるところは、台形ねじ軸は回転せず、台形ねじナットを回転駆動して、回転方向を拘束されている台形ねじ軸を移動してダイプレートの間隔を調整することである。

第２の実施の形態を図に基づいて説明する。
図４は第２の実施の形態に係わるコアバック用油圧シリンダからなる駆動手段及びダイプレート間隔調整手段を示す図、図５は図４のＡ―Ａ断面を示す図である。

発泡成形時に固定ダイプレート２と可動ダイプレート３の間隔を寸開するためには、駆動手段５０とダイプレート間隔調整手段８０を使用する。図４に示すように、駆動手段５０は第１の実施の形態のものと同じ駆動手段５０であり、第１の実施の形態と同様に、可動ダイプレート３の固定ダイプレート２に対向する面に対称の位置に複数（４組）固定され、コアバック用油圧シリンダ５１のラム５３は同油圧シリンダ５１の作動端まで決まった距離（ｓ）だけ駆動される。ダイプレート間隔調整手段８０以外の構成と作用は全て第１の実施の形態と同様であるので、この実施の形態では、ダイプレート間隔調整手段８０及びその関連部分の説明に留め、それ以外の説明は省略する。

ダイプレート間隔調整手段８０は、台形の雌ねじを備えた台形ねじナット８５と、台形ねじナット８５を２組の軸受８６を介して回転可能に支持するねじナット支持フレーム１０１と、ねじナット支持フレーム１０１に複数のボルト９３により固定し固定ダイプレート２に複数のボルト９４で固定される隔台１０２と、台形ねじナット８５に螺合する台形ねじを備えた台形ねじ軸１０３と、台形ねじ軸１０３の先端に固定されコアバック用油圧シリンダ５１の作動ロッド５４の先端のロッドエンドピース５５に当接する面を有するねじ軸エンドピース１０４と、台形ねじナット８５とねじナット支持フレーム１０１の間に挟設されたスラストワッシャ８７と、隔台１０２の円筒段穴に嵌合し隔台１０２とピン９２によって回り止めし台形ねじ軸１０３に植え込まれたキー８９と摺動可能に係合するキー溝を有する回り止め板９１と、台形ねじナット８５を台形ねじナット８５に固定されたベルトプーリー８８と歯付きベルト６７を介して回転駆動するサーボモータ６８とにより構成されている。

図４に示すｃはダイプレート間隔調整手段８０の間隔調整範囲を示し、台形ねじ軸１０３の位置は、ねじ軸エンドピース１０４に固定されたアーム９６に備えられた検知片７２と、ねじナット支持フレーム１０１に固設した支持部材９７に取付けられた位置センサ７３により精密に検出され、図示しない表示パネルに表示される。

ダイプレート間隔調整手段８０は固定ダイプレート２の面に駆動手段５０に対向した位置に固定されている。ダイプレート間隔調整手段８０の台形ねじ軸１０３の先端のねじ軸エンドピース１０４がコアバック用油圧シリンダ５１の作動ロッド５４の先端のロッドエンドピース５５に当接し、さらに押して、ラム５３が同油圧シリンダ５１の作動端で停止することで両ダイプレートの間隔が決められる。図４では駆動手段５０は可動ダイプレート３の面に、ダイプレート間隔調整手段８０は固定ダイプレート２の面に取付けられているが、これと逆に、駆動手段５０を固定ダイプレート２の面に、ダイプレート間隔調整手段８０を可動ダイプレート３の面に取付けても良い。

また、成形品の厚さ寸度を高精度にするためには、発泡膨張後のコアバック停止位置を厳密にしなくてはならぬが、コアバック用油圧シリンダ５１のラム５３はストロークエンドで停止するのでロッドエンドピース５５の当接面の位置は常に一定であり、ダイプレート間隔調整手段８０の台形ねじ軸１０３の調整位置精度が重要になる。また、同間隔調整手段８０に負荷されるダイプレートや金型は大重量であり、台形ねじナット８５と台形ねじ軸１０３に対する負荷も重負荷である。即ち、台形ねじは精度と同時に重負荷に耐えるものとして選択されている。

台形ねじナット８５は、回転時には軸受８６で支えられるが、ねじ軸エンドピース１０４の当り面に重負荷が加えられたときは、この負荷を台形ねじナット８５の端面とねじナット支持フレーム１０１の間に取付けられたスラストワッシャ８７で受け、軸受８６はボールとレースのクリアランスと変形で過負荷を避けるように構成される。

このように、本実施形態では、金型キャビティに射出充填した溶融発泡性樹脂を、金型に寸開（コアバック）して発泡させる際に、樹脂の発泡成形の膨張速度を超えないように両ダイプレートの間隔を広げる駆動手段である油圧シリンダ５１の作動速度を制御し作動端まで駆動して、予め位置を設定してあるダイプレート間隔調整手段８０の台形ねじ軸１０３のねじ軸エンドピース１０４に作動ロッド５１のエンドピース５５を当てることで、可動ダイプレート３がダイピース間隔調整手段６０の予め調整設定した距離を移動するので、金型キャビティの内側間隔が決まり、正確な成形品が得られることができる。

以上のように、本発明に係る射出発泡成形機及び射出発泡成形方法は、金型キャビティ内に射出充填した発泡性溶融樹脂を、金型を寸開することにより発泡させ、高精度の発泡成形品が得られるようにすることができ、射出成形に用いて適している。

本発明の第１の実施の形態に係わる射出発泡成形装置の側面図及び油圧制御系統図である。 図１のコアバック用油圧シリンダからなる駆動手段及びダイプレート間隔調整手段を示す拡大図である。 図１の射出発泡成形装置の発泡膨張行程におけるコアバック動作を示す図である。 図１の射出発泡成形装置の発泡膨張行程におけるコアバック動作を示す図である。 図１の射出発泡成形装置の発泡膨張行程におけるコアバック動作を示す図である。 図１の射出発泡成形装置の発泡膨張行程におけるコアバック動作を示す図である。 第２の実施の形態に係わるコアバック用油圧シリンダからなる駆動手段及びダイプレート間隔調整手段を示す図である。 図４のＡ―Ａ断面を示す図である。

符号の説明

２ 固定ダイプレート
３ 可動ダイプレート
４ 固定側金型
５ 可動側金型
６ ラム
７ タイバー
９ 型締シリンダ
１１ ハーフナット
２５ キャビティ
３３ ３方向切換弁
３４，４４ ４方向切換弁
３５，３８ 開閉弁
３６ 電磁比例制御リリーフ弁
３７ 制御装置
４５ 油圧調整弁
５０ 駆動手段
５１ コアバック用油圧シリンダ
５４ 作動ロッド
５５ ロッドエンドピース
６０，８０ ダイプレート間隔調整手段
６２，１０３ 台形ねじ軸
６３，８５ 台形ねじナット
６４ ナットエンドピース
６８ サーボモータ
７３ 位置センサ
８５ 台形ねじナット
１０１ ねじナット支持フレーム
１０２ 隔台
１０３ 台形ねじ軸
１０４ ねじ軸エンドピース

Claims (15)

1. 可動ダイプレートを固定ダイプレートに対して移動し型締めする型締手段と、固定ダイプレートに取付けられた固定側金型と、可動ダイプレートに取付けられた可動側金型と、前記両ダイプレートの間隔を広げる複数の駆動手段と、該駆動手段により可動ダイプレートが移動する距離を調整するダイプレート間隔調整手段と、を備えてなることを特徴とする射出発泡成形機。
2. 請求項１に記載する射出発泡成形機において、前記駆動手段はラムが作動端まで駆動される油圧シリンダであって前記固定ダイプレート又は可動ダイプレートに固定され、前記ダイプレート間隔調整手段は他方のダイプレートに前記駆動手段に対向した位置に固定設置され該間隔調整手段の調整端部が前記駆動手段の油圧シリンダの作動ロッド先端に当接することで両ダイプレートの間隔が決められることを特徴とする射出発泡成形機。
3. 請求項１及び請求項２に記載する射出発泡成形機において、前記間隔調整手段は、前記駆動手段が取付けてない側のダイプレートに固定してあるねじ軸支持フレームと、該ねじ軸支持フレームに回転自在に支えられ中心線方向を拘束され台形ねじを備えた台形ねじ軸と、前記油圧シリンダの作動ロッド先端と当接する面を有し前記ねじ軸の台形ねじに螺合する台形の雌ねじを備え、回り止めが設けてある台形ねじナットとにより構成されていることを特徴とする射出発泡成形機。
4. 請求項１及び請求項２に記載する射出発泡成形機において、前記間隔調整手段は、前記駆動手段が取付けてない側のダイプレートに固定してあるねじナット支持フレームと、該ねじナット支持フレームに回転自在に支えられ中心線方向を拘束され台形ねじを備えた台形ねじナットと、前記油圧シリンダの作動ロッド先端と当接する面を有し前記ねじナットの台形ねじに螺合する台形の雄ねじを備え、回り止めが設けてある台形ねじ軸とにより構成されていることを特徴とする射出発泡成形機。
5. 請求項３及び請求項４に記載する射出発泡成形機において、両ダイプレートの間隔を調整する間隔調整手段に台形ねじ軸を回転駆動するサーボモータを設置したことを特徴とする射出発泡成形機。
6. 基盤に固定された固定ダイプレートと、基盤上を固定ダイプレートに対して移動可能な可動ダイプレートと、可動ダイプレートを往復移動させる可動ダイプレート移動手段と、固定ダイプレートに付属する複数の油圧型締シリンダとからなる射出成形機において、両ダイプレートを型締めするタイバーの引張力を支えるハーフナットの遊隙を無くすため型締シリンダに設けられた小型のサブシリンダに低油圧を供給して型締め後、両ダイプレートの間隔を広げることができる複数の請求項３に記載する駆動手段と、該駆動手段により可動ダイプレートが移動する距離を調整する複数の請求項３〜５のいずれか一つに記載するダイプレート間隔調整手段を備えてなることを特徴とする射出発泡成形機。
7. 請求項１〜６のいずれか一つに記載するダイプレートの金型取付け面と複数の間隔調整手段の台形の雌ねじ先端面との距離を検出する複数の位置センサを設置し、その検出値を表示パネルに表示することを特徴とする射出発泡成形機。
8. 請求項６に記載する射出発泡成形機を用い、固定側金型と可動側金型間に形成される金型キャビティ内に溶融樹脂を射出充填する工程と、該射出充填工程の後に、可動側金型を固定側金型から離れる方向に移動させる工程を有してなることを特徴とする射出発泡成形方法。
9. 請求項６に記載する射出発泡成形機を用い、型締め後の金型キャビティ内に溶融可塑化し圧縮した発泡性樹脂を射出充填した後、樹脂圧を減じ、金型キャビティ容積を増大して発泡成形品を成形する発泡成形方法において、発泡性樹脂を射出充填後、前記駆動手段の油圧シリンダを駆動して、前記間隔調整手段の請求項３に記載の台形ねじナット、又は、請求項４に記載の台形ねじ軸の当て面を押すとき、樹脂の発泡成形の膨張速度を超えないように油圧シリンダの作動速度を制御し、可動ダイプレートが間隔調整手段の調整設定した距離を移動し、停止し、発泡終了後、発泡圧力保持、冷却、降圧，離型を行うようにしたことを特徴とする射出発泡成形方法。
10. 請求項８に記載する射出発泡成形方法において、金型キャビティ内の溶融樹脂圧を検出する型内圧センサを設置し、金型キャビティ内の樹脂の発泡成形工程中の型内圧が負圧にならぬように、前記駆動手段の油圧シリンダの作動油圧を制御することを特徴とする射出発泡成形方法。
11. 基盤に固定された固定ダイプレートと、
    基盤上を固定ダイプレート２に対して移動可能な可動ダイプレートと、
    可動ダイプレートを往復移動させる可動ダイプレート移動手段と、
    固定ダイプレートに付属する複数の油圧型締シリンダとからなる射出成形機において、
    前記駆動手段は、ラムが作動端まで駆動される油圧シリンダであって前記固定ダイプレート又は可動ダイプレートに固定され、
    前記ダイプレート間隔調整手段は、他方のダイプレートに前記駆動手段に対向した位置に固定設置され、
    該ダイプレート間隔調整手段の調整端部が、前記駆動手段の油圧シリンダの作動ロッド先端に当接することで両ダイプレートの間隔が決められと共に、
    金型の寸開のときに、両ダイプレートを型締めするタイバーの引張力を支えるハーフナットの遊隙を無くすため型締シリンダに設けられた小型のサブシリンダに低油圧を供給し、油圧シリンダの力よりも小さい力で引っ張ることを特徴とする射出発泡成形機。
12. 請求項１１に記載する射出発泡成形機において、
    前記ダイプレート間隔調整手段は、
    前記駆動手段が取付けてない側のダイプレートに固定してあるねじ軸支持フレームと、
    該ねじ軸支持フレームに回転自在に支えられ中心線方向を拘束され台形ねじを備えた台形ねじ軸と、
    前記油圧シリンダの作動ロッド先端と当接する面を有し前記台形ねじ軸の台形ねじに螺合する台形の雌ねじを備え回り止めが設けてある台形ねじナットとにより構成されていることを特徴とする射出発泡成形機。
13. 請求項１２に記載する射出発泡成形機において、
    前記ダイプレート間隔調整手段は、
    前記駆動手段が取付けてない側のダイプレートに固定してあるねじナット支持フレームと、該ねじナット支持フレームに回転自在に支えられ中心線方向を拘束され台形ねじを備えた台形ねじナットと、
    前記油圧シリンダの作動ロッド先端と当接する面を有し前記ねじナットの台形ねじに螺合する台形の雄ねじを備え、回り止めが設けてある台形ねじ軸と
    により構成されていることを特徴とする射出発泡成形機。
14. 請求項１２及び請求項１３に記載する射出発泡成形機において、両ダイプレートの間隔を調整する間隔調整手段に台形ねじ軸を回転駆動するサーボモータを設置したことを特徴とする射出発泡成形機。
15. 請求項１２〜１４のいずれか一つに記載する射出発泡成形機を用い、固定側金型と可動側金型間に形成される金型キャビティ内に溶融樹脂を射出充填する工程と、
    該射出充填工程の後に、可動側金型を固定側金型から離れる方向に移動させる工程を有してなることを特徴とする射出発泡成形方法。

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