JP2008055693A - 射出発泡成形機及び射出発泡成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 安価な機械的なコアバック駆動手段と、コアバックの距離調整手段を使用し、しかも、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）等の発生を抑えた、高品質の成形品を得ることができる、射出発泡成形機と成形方法を提供すること。
【解決手段】 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ダイプレートの４隅角に設けられた４組の油圧型締手段と、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を用い、型締めした金型内に溶融可塑化した発泡性樹脂を射出充填した後、金型を一定距離だけ開いて金型キャビティ容積を増大させて発泡成形品を成形する射出発泡成形機において、前記４組の油圧型締手段の中で対角する２組に前記両ダイプレートの間隔を小寸法広げ（金型を寸開する）コアバック距離を調整するコアバック駆動手段を備えたこと。
【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、この成形装置は、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形装置で、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となっている。

また、特許文献２に示す従来例の発泡性樹脂成形装置は、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。

また、特許文献３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射出発泡成形機の固定盤にサーボモータとねじとを用いて可動盤と近接および離間可能な可動金型移動機構を設け、タイバーの移動速度、距離を固定盤に取付けた位置センサで計測するようにしたもので、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。

特公昭５２−２５４２９号公報（第１図） 特開２００４−９８５８２号公報（図１） 特開２００５−３４２９３５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（発泡ガス跡）やシルバー（銀条痕）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（発泡ガス跡）やシルバー（銀条痕）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。

本発明は、安価な機械的なコアバック駆動手段と、コアバックの距離調整手段を使用し、しかも、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）等の発生を抑えた、高品質の成形品を得ることができる、射出発泡成形機と成形方法を提供することを目的とする。

上記の課題に対し、本発明は以下の各手段により解決を図る。
（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ダイプレートの４隅角に設けられた４組の油圧型締手段と、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を用い、型締めした金型内に溶融可塑化した発泡性樹脂を射出充填した後、金型を一定距離だけ開いて金型キャビティ容積を増大させて発泡成形品を成形する射出発泡成形機において、前記４組の油圧型締手段の中で対角する２組に前記両ダイプレートの間隔を小寸法広げ（金型を寸開する）コアバック距離を調整するコアバック駆動手段を備えたことを特徴とする。

（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、前記コアバック駆動手段は、型締手段の油圧シリンダのラムに固設し油圧シリンダからタイバーの反対側の外部に突き出したコアバック駆動軸に固設したテーパー面板と、同軸と直角方向に配置され固定ダイプレートに固設した平面板と、テーパー面板のテーパー面と平面板の平面の間を進退して可動ダイプレートを移動（コアバック）させる楔と、コアバック距離を検出するタイバー位置検出センサと、コアバック駆動手段を有しない側の油圧型締手段の型締シリンダの型締め側に背圧をかける絞り弁とにより構成されたことを特徴とする。

（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、前記コアバック駆動手段のコアバック駆動軸に固設したテーパー面板のテーパー面と楔、楔と平面板の平面とは複数のころを介してそれぞれ接面し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３の手段の射出発泡成形機において、前記コアバック駆動手段は、前記のテーパー面板と、ボールねじナットを固設した楔と、固定ダイプレートに固設し前記ボールねじナットに螺合するボールねじ軸を回転自在に軸方向を拘束して支える軸受と、前記ボールねじ軸を回転駆動するサーボモータとにより構成され、前記タイバー位置検出センサの検出値が設定コアバック距離になるように、サーボモータの回転数を制御してコアバック距離調整ができるようにしたことを特徴とする。

（５） 第５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４組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４組の型締手段の内、対角する２組に設けた請求項２，３，４に記載する前記両ダイプレートの間隔を広げる複数のコアバック駆動手段と、該コアバック駆動手段を設けていない別の対角する２組に設けた請求項２に記載する型締シリンダの型締め側に背圧をかける絞り弁、又は、油圧調整弁とを備えてなることを特徴とする。

（６） 第６の手段の射出発泡成形機は、上記第１〜５の手段の射出発泡成形機において、コアバック位置検出センサの検出値を表示パネルに表示することを特徴とする。
（７） 第７の手段の射出発泡成形方法は、上記第５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イ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コアバック工程を有してなることを特徴とする。

第８の手段の射出発泡成形方法は、上記第５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イ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、金型キャビテイ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、
型締、発泡性樹脂を射出充填後、油圧型締手段の作動油の油圧を抜き、上記の絞り弁、又は、油圧調整弁を通してコアバック駆動手段を有しない側の油圧型締手段の型締シリンダの型締め側に背圧をかけ、金型の移動速度が樹脂の発泡成形の膨張速度を超えないようにコアバック駆動手段の楔の移動速度を制御しながら、ダイプレートの間隔を設定距離広げ、停止し、発泡終了後、発泡圧力保持、冷却、楔後退、降圧、離型を行うようにしたことを特徴とする。

（９） 第９の手段の射出発泡成形方法は、上記第７及び第８の手段の射出発泡成形方法において、金型キャビテイ内の溶融樹脂圧を検出する型内圧センサを設置し、金型キャビテイ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、前記駆動手段の楔の移動速度を制御することを特徴とする。

（１０） 第１０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、前記コアバック駆動手段は、前記４組の油圧型締手段の内対角する２組の型締手段の油圧シリンダの型開作動と、他の２組の型締手段の油圧シリンダの型開側の背圧作用でラムの移動速度を制御するものとし、発泡膨張時のラム(金型)ストッパーは、型開作動側のラムに固設し油圧シリンダからタイバーの反対側の固定ダイプレートの外部に突き出した軸に固設した内側向きのテーパー面板と、該テーパー面板のテーパー面と固定ダイプレートの外面との間に突き出し、前記突き出し軸と直角方向に移動可能なテーパー面板と同じテーパーを有する楔と、コアバック距離を検出するタイバー位置検出センサと、突き出し軸を有しない側の油圧型締シリンダの型締め側、に背圧をかける絞り弁、又は、油圧調整弁とにより構成されたことを特徴とする。

（１１） 第１１の手段の射出発泡成形機は、上記第１０の手段の射出発泡成形機において、前記コアバック駆動時のラムストッパーは、タイバーの突き出し軸に固設した内側向きのテーパー面板と、ボールねじナットを取付けた楔と、固定ダイプレートに固設し前記ボールねじナットに螺合するボールねじ軸を回転自在に軸方向を拘束して支える軸受と、前記ボールねじ軸を回転駆動するサーボモータとよりなり、コアバック時に可動金型が正確に所定位置に停止するように調整できることを特徴とする。

（１２） 第１２の手段の射出発泡成形機は、上記第１０及び第１１の手段の射出発泡成形機において、コアバック位置検出センサの検出値を表示パネルに表示することを特徴とする。

（１３） 第１３の手段の射出発泡成形方法は、上記第１０〜第１２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イ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、金型キャビテイ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、
型締後、前記楔をコアバック時の可動金型のストッパー位置に前進させ、発泡性樹脂を射出充填後、油圧型締手段の作動油の油圧を抜き、前記突き出し軸を有しない側の型締手段の油圧シリンダの型締め側に背圧をかけ、前記突き出し軸を有する側の型締手段の油圧シリンダの型締側に圧油を送り、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ラム速度を制御し、可動金型は設定した距離を移動し、ラムの突き出し軸に固設したテーパー面板が前記楔に当たって停止し、発泡終了後、発泡圧力保持、冷却、降圧、楔後退、離型を行うようにしたことを特徴とする。

（１４） 第１４の手段の射出発泡成形方法は、上記第１３の手段の射出発泡成形方法において、金型キャビテイ内の溶融樹脂圧を検出する型内圧センサを設置し、金型キャビテイ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、前記型締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。

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７〜請求項９に係わる発明の上記第７〜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を寸開（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対角の２組のタイバーの延長軸に備えたテーパー面を、側方向からタイバーの軸心に向かって移動する楔の作動速度を制御駆動し設定位置に止めるようにしているので、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５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、駆動側のタイバーと対角位置の型締シリンダの型締側配管に背圧が生じるような絞り弁、または、低油圧を作る油圧調整弁を設けたので、ダイプレート間の設定距離は再現性が高く、精度が高い成形品が得られる効果がある。また、タイバーの延長軸に備えた駆動手段は,ダイプレートの対角の２組だけに設けられ、該駆動手段は金型の停止位置調整手段を兼ねているので、構成も簡単となり低コストである。

請求項６に係わる発明は上記第６の手段の射出発泡成形装置であり、上記第２の手段に述べたタイバー位置センサ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〜請求項１２に係わる発明は上記第１０〜第１２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１３に係わる発明の上記第１３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を寸開（コアバック）して発泡させる際に、対角する２組の型締手段の油圧シリンダをコアバック駆動手段とし、他の２組のラムに固設しタイバーの反対側の油圧シリンダ外部に突き出した軸のテーパー面板と固定ダイプレートの外面との間に楔を突き出して発泡停止位置を決めるストッパーとした構成であり、上記の第１〜第６の手段の射出発泡成形装置、第７〜第９の手段の射出発泡成形方法と同じ効果を有する。

請求項１４に係わる発明は上記第１４の手段の射出発泡成形方法であり、上記第７、第８及び第１３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イ内の溶融樹脂圧を検出し、型内圧が負圧にならぬように、駆動手段の楔の移動速度、又は、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の型締シリンダを加工し、機能部品を追設して正確なコアバック（寸開）が可能な構造とし、発泡成形に適応するようにしたものである。コアバック駆動手段に油圧型締シリンダのラムからの延長軸に固設した外向きのテーパー面板と、同延長軸と直角方向に移動する楔とで構成されたコアバック駆動装置を備えたものを実施例１とし、コアバック駆動手段は型締シリンダを用い、コアバックの位置決めストッパーに、油圧型締シリンダのラムからの延長軸に固設した内向きのテーパー面板と、同延長軸と直角方向に移動する楔とで構成されたものを、実施例２とする。

実施例１を図に基づいて説明する。 図１は本発明の実施例１に係わる射出発泡成形機１０の固定ダイプレートを正面から見た図、図２は図１の射出発泡成形機の側面をＡ−Ａ断面で示した側面図及び油圧制御系統図、図３は図２のコアバック駆動装置を示す拡大図、図４は図３のコアバック駆動装置をＢ−Ｂ断面で示した正面図、図５、図６は図１の射出発泡成形機の発泡膨張行程と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の一端には固定金型４を取付けた固定ダイプレート２が固設されている。基盤１の上には固定ダイプレート２に対向して可動金型５を取付けた可動ダイプレート３が移動可能に載置される。２２は基盤１に固設されたガイドレールであり、可動ダイプレート３に固設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４基の型締シリンダ２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄが、図１に示すように、対角に固定ダイプレート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２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄの中を摺動するラム６，２６はその片側面にそれぞれタイバー７，１７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７，１７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。型締シリンダ２Ｂ、２Ｄのラム２６のタイバー１７の反対側面にタイバー１７と同心にタイバー１７より細いコアバック駆動軸２６ｃが備えられ、コアバック駆動軸２６ｃは固定ダイプレート２を突き通して固定ダイプレート２の外側で先端が外向きのテーパー面板２６ａと固着している。

タイバー７，１７の他の先端部は、それぞれ等ピッチの複数のリング溝部７ａ、１７ａを形成し、一方、可動ダイプレート３の反金型側面には、２分割された半割り片が対向して対になっている複数の割りナット１１が取付けられ、型閉時、可動ダイプレート３が固定ダイプレート２側へ移動し、各タイバー７，１７が可動ダイプレート３の挿通孔を突き通った時、割りナット１１が合体し、各タイバー７，１７のリング溝部７ａ、１７ａと噛合し、タイバー７，１７を固定するようになっている。割りナット１１は同ナット１１に形成された蟻溝が一対のガイドレール１８，１８に係合して可動ダイプレート３から離れないように案内され、各タイバー７，１７のリング溝部７ａ、１７ａと噛合するように対向して移動する。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の間隔を定位置まで寸開するコアバック駆動装置２０について説明する。図１に示すようにコアバック駆動装置２０は固定ダイプレート２の４組の型締シリンダ２Ａ、２Ｂ、２Ｃ，２Ｄの内、対角位置の２組の型締シリンダ２Ｂ、２Ｄに設置される。

コアバック駆動装置２０の具体的な構造を図３、図４によって説明する。固定ダイプレート２に内蔵する型締シリンダ２Ｂの中で摺動するラム２６の中心部に取付けられたコアバック駆動軸２６ｃは固定ダイプレート２の外側に突き出し、その先端に外向きのテーパー面２６ｄを形成するテーパー面板２６ａが固設される。テーパー面板２６ａは同板２６ａと一体の鉤部２６ｂと固定ダイプレート２に取付けられた回り止めピン６９により回り止めされている。

固定ダイプレート２に固設した駆動装置用フレーム５２に、コアバック駆動軸２６ｃの直角方向に高硬度の平面板５３が取付けられ、また、コアバック駆動軸２６ｃの直角方向に楔５１を往復駆動するボールねじ軸５５が円筒軸部５５ａにおいて、２個のアンギュラーコンタクトベアリングを向かい合わせて組んで軸方向のクリアランスを抑えたボールベアリング５７を介して、回転方向は自在に、スラスト方向は拘束して軸支される。楔５１にはボールねじ軸５５のボールねじと螺合するボールねじナット５６が圧入固定され、楔５１は複数のころ５４を介してテーパー面板２６ａのテーパー面２６ｄと平面板５３の平面５３ａに接し、サーボモータ５８に駆動されてテーパー面２６ｄと平面５３ａ間に突き出すことにより、テーパー面板２６ａを型締シリンダ２Ｂ、２Ｄの軸方向に押圧して可動ダイプレート３を移動（コアバック）させる。

タイバー１７にはタイバー位置検出センサ用の感知片２３、固定ダイプレート２にコアバック距離を精密に検出するタイバー位置検出センサ２４が取付けられ、図示しない表示パネルに表示される。また、コアバック駆動装置２０が設置されない側の型締シリンダ２Ａ、２Ｃの型締め側の油圧配管に必要なタイミングに背圧をかけるための３方向切換弁４１と可変絞り弁４３が設置される。

可動ダイプレート３を型開閉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の送行方向に平行に設置され、基板１に取付けられた軸受箱２７と軸受箱２９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の下方に固設されたブラケット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１５を介して、回転数、回転速度が制御される。

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２において、型締シリンダ２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄの油圧制御回路は、制御装置３７、油圧ポンプ３１、油圧ポンプ駆動用のモータ３２、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段階に切り換え可能な電磁比例制御リリーフ弁３６、油圧４方切換弁３３と、型締シリンダ２Ｂ、２Ｄへの作動油を油圧側と排出側と切換えることができる３方向切換弁３８と、型締め側配管と離型側配管とを結んだ差動回路配管に設置された開閉弁３５と、型締シリンダ２Ａ、２Ｃの型開側の配管を排出側へ通じる開閉弁３９と、前出の３方向切換弁４１と可変絞り弁４３とで構成される。

図５、図６により樹脂射出充填、金型内の成形品の発泡膨張行程と、コアバック動作を説明する。
（Ｉ）割ナット閉、型締、射出：図２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７，１７をその複数のリング溝部７ａ、１７ａにおいて割ナット１１を作動して係合固定し、コアバック駆動装置２０の楔５１を後退し、電磁比例制御リリーフ弁３６は高圧にセットし、開閉弁３５と開閉弁３９は閉のまま、3方向切換弁３８と3方向切換弁４１は作動油圧側に開き、４方向切換弁３３の電磁弁３３ａ側を作動して高圧油を型締シリンダ２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄの型締め側の油圧室２ｂ、２ｄへ送り、型締めした後、溶融樹脂を金型キャビティ２５内に射出する。

（ＩＩ）型締側背圧、楔前進：４方向切換弁３３を全閉に切換え、3方向切換弁３８を開のまま、開閉弁３５は閉のまま、開閉弁３９を開いて型締シリンダ２Ａ、２Ｃの油圧室２a側と型締シリンダ２Ｂ、２Ｄの油圧室２ｄ、２ｃとを大気圧に開放し、3方向切換弁４１は作動油圧側を閉、排油側を絞り弁４３につないで、ラム６が型開側に移動するとき型締シリンダ２Ａ、２Ｃの油圧室２ｂ側に背圧がかかるようにする。サーボモータ５８，５８を同調回転して楔５１，５１を前進し、平面板５３とテーパー面板２６ａとの間にころ５４を転がしながら押し込み、平面板５３の反力でテーパー面板２６ａは可動金型５が開く方向に押される。

（ＩＩＩ）発泡膨張と同時に楔前進、設定位置保持、冷却：
キャビティ２５内の樹脂が発泡膨張し、可動金型５に発泡力Ｆｐがかかる。このとき、楔５１の前進によるコアバックの力、即ち楔５１の押し力をＦｃとしたとき、Ｆｐ＞Ｆｃ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。樹脂の発泡膨張時に、発泡力Ｆｐとコアバックの力、即ち楔５１の押し力Ｆｃを加えた力Ｆｐ＋Ｆｃが油圧シリンダ２Ａ、２Ｃのタイバー７，７に加わりラム６，６が油圧シリンダ２Ａ、２Ｃの油圧室２ｂ、２ｂにバックアップ力（背圧）Ｆｂを生じる。この油圧室２ｂ、２ｂの配管は3方向切換弁４１を経て、絞り弁４３に通じているのでバックアップ力（背圧）Ｆｂの圧油はＦｐ＋Ｆｃとバランスをとるように、徐々に抜き、抜けた圧油の分量だけ、ラム６，６、タイバー７，７は金型の開側に移動する。

このとき、油圧室２ｂ、２ｂの配管に排出タンクへ通じる油圧調整弁を設置してその調整油圧Ｆｂ＜ＦｃまたはＦｂ＜Ｆｐ＋Ｆｃとしてもよい。楔５１を前進しキャビティ２５内の樹脂が発泡し、タイバー位置検出センサ２４で監視し、タイバー１７の検出値が発泡樹脂の厚さが所定寸法、即ちコアバック距離になる位置に到達したら、楔５１を停止する。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。

図５の（ＩＩ）に示すように、タイバー１７のリング溝１７ａと割りナット１１の噛み合いにはクリアランスが不可欠であるが、タイバー７，７に背圧力をかけることにより、タイバー１７，１７の押出し方向のクリアランスを０にし、楔５１によるテーパー面板２６ａの移動寸法に割りナット１１との引き側のクリアランス（Ｃ１）分だけ加算したものが、コアバック距離となる。

（ＩＶ）後退、離型、型開： 3方向切換弁３８は排出側に切換え、3方向切換弁４１は作動油圧を通し、開閉弁３９は閉、開閉弁３５を開いて型締シリンダ２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄを離型側へ作動する差動油圧回路に切換え、４方向切換弁３３の電磁弁３３ｂ側を励磁して、油圧回路を離型側に切換え、離型し、次いで、型開用のボールねじ軸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、可動金型５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、可動金型２５の移動速度、即ち、コアバック駆動装置２０の楔５１の前進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制御しても良い。

また、成形品の厚さ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、上記のように、タイバー１７、１７と対角に位置するタイバー７、７に背圧力をかけることによりタイバー１７、１７の押出し方向のクリアランスをゼロにし、発泡距離による楔５１によるテーパー面板２６ａの移動寸法に割りナット１１との引き側のクリアランス（Ｃ１）分だけ、加算するようにし、楔５１の駆動にサーボモータ５８と精密なボールねじ軸５５とボールねじナット５６を使用することにより、コアバックのため前進した楔５１の正確な停止位置が得られる。コアバックの前進、停止位置はタイバー１７に取付けられた感知片２３を、固定ダイプレート２に取付けられた高精度のタイバー位置検出センサ２４により検出する。

実施例２を図に基づいて説明する。図７は実施例２に係わる射出発泡成形機３０の固定ダイプレートを正面から見た図、図８は図７の射出発泡成形機の側面をＣ−Ｃ断面で示した側面図及び油圧制御系統図、図９は図８のコアバック駆動装置を示す拡大図、図１０は図９のコアバック駆動装置をＤ方向から見た正面図、図１１、図１２は図７の射出発泡成形機の発泡膨張行程とコアバック動作を示す図である。

実施例２が実施例１と異なるところは、コアバック駆動に型締シリンダ２Ｂ、２Ｄを利用していること、コアバックの停止位置決めに、型締シリンダ２Ｂ、２Ｄの中心軸方向に位置可変のストッパー楔６１を使用していることであり、油圧系統とその作動は違いがあるが、その他の部分は実施例１と同じであるので共通部分の説明は省略する。

コアバック駆動装置４０の構成を説明する。図７〜図１０において、型締シリンダ２Ｂ、２Ｄのラム２７ｂのタイバー２７とは反対側に突出軸２７ｃが型締シリンダ２Ｂ、２Ｄの端面から突き出して設けられ、、その軸２７ｃの先端に内向き対称にテーパー２７ｆが形成されたテーパー面板２７ｄが固設される。テーパー面板２７ｄは、水平の位置を保つように、テーパー面板２７ｄに鉤状突起２７ｅが備えられ、この鉤状突起２７ｅに係合する回り止めピン６８が固定ダイプレート２に固設され回り止めを行っている。

テーパー面板２７ｄの突出軸２７ｃに向かって固定ダイプレート２の側面上を両側から摺動するストッパー楔６１，６１が設けられている。ストッパー楔６１は、設定位置で停止し、可動金型５がコアバック移動するときのストッパーの役割を有する。ストッパー楔６１にはボールねじナット６４が圧入等で固設され、このボールねじナット６４に螺合するボールねじ軸６３が軸受筺６２にボールベアリング６５を介して回転自在に軸方向を拘束して支えられている。ボールベアリング６５はアンギュラーコンタクトベアリング２個を向かい合わせに設けて軸方向のクリアランスを無くすようにした構成のものを用いる。ボールねじ軸６３はカップリング６６により接合され固定ダイプレート２に取付けられたサーボモータ６７のよって回転駆動される。

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８において、型締シリンダ２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄの油圧制御回路は、制御装置４７、油圧ポンプ３１、油圧ポンプ駆動用のモータ３２、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、ゼロ圧に切り換え可能な電磁比例制御リリーフ弁３６、油圧４方切換弁４４と、型締シリンダ２Ａ、２Ｃの型開側油圧室２ａへ作動油を送らぬように切換えることができる３方向切換弁４５と、前出の３方向切換弁４１と可変絞り弁４３とで構成される。

図１１、図１２により実施例２の樹脂射出充填、金型内の成形品の発泡膨張、コアバック動作を説明する。
（Ｉ）割ナット閉、型締、射出：図８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７，２７をその複数のリング溝部７ａ、２７ａにおいて割ナット１１を作動して係合固定し、電磁比例制御リリーフ弁３６は高圧にセットし、３方向切換弁４５は作動油圧側に開き、４方向切換弁４４の電磁弁４４ａを励起して高圧油を型締シリンダ２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄの型締め側の油圧室２ｂ、２ｄへ送り、型締めした後、溶融樹脂を金型キャビティ２５内に射出する。

（ＩＩ）型締側背圧、コアバック停止位置へ楔前進：４方向切換弁４４を全閉に切換え、油圧シリンダ２Ａ、２Ｃの２ａ側と油圧シリンダ２Ｂ、２Ｄの両側の油圧室２ｄ、２ｃとを大気圧に開放し、３方向切換弁４５は作動油側を止めて油圧シリンダ２Ａ、２Ｃの２ａ側を開放し、３方向切換弁４１は作動油圧側を閉、排油側を絞り弁４３につないで開き、ラム６が型開側に移動するとき油圧シリンダ２Ａ、２Ｃの２ｂ側に背圧（バックアップ力Ｆｂ）がかかるようにする。サーボモータ６７，６７を同調回転してストッパー楔６１，６１を前進し、所定の位置（可動金型コアバック停止位置）に停止させる。電磁比例制御リリーフ弁３６を低圧にセットし、４方向切換弁４４の電磁弁４４ｂを励起して低圧油を型締シリンダ２Ｂ、２Ｄの離型側の油圧室２ｃへ送り、可動金型５をコアバックさせる。

（ＩＩＩ）発泡膨張、コアバック設定位置に停止、保持、冷却：金型キャビティ２５内の樹脂が発泡膨張し、可動金型５に発泡力Ｆｐがかかる。このとき、型締シリンダ２Ｂ、２Ｄの離型側の油圧室２ｃへの低圧油によるコアバックの力をＦｃとしたとき、Ｆｐ＞Ｆｃ とすれば金型キャビティ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。樹脂の発泡膨張時に、発泡力Ｆｐとコアバックの力Ｆｃを加えた力Ｆｐ＋Ｆｃが型締シリンダ２Ａ、２Ｃのタイバー７，７に加わりラム６，６が押され、型締シリンダ２Ａ、２Ｃの油圧室２ｂ、２ｂに背圧を生じる。この油圧室２ｂ、２ｂの配管は３方向切換え弁４１を経て、絞り弁４３に通じているので圧油はＦｐ＋Ｆｃとバランスをとりながら徐々に抜け、抜けた圧油の分量だけ、ラム６，６、タイバー７，７は金型の開側に移動し、同時に、可動ダイプレート３、タイバー２７，２７突出軸２７ｃ、テーパー面板２７ｄも移動する。

このとき、背圧を設ける手段として、油圧室２ｂ、２ｂの配管に排出タンクへ通じる油圧調整弁を設置してその調整油圧をＦｂ＜ＦｃまたはＦｂ＜Ｆｐ＋Ｆｃとしてもよい。

金型キャビティ２５内の樹脂が発泡し、タイバー２７，２７が前進し、テーパー面板２７ｄがストッパー楔６１，６１に当接して可動金型５は停止する。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。

図１１−（ＩＩ）に示すように、タイバー２７のリング溝２７ａと割りナット１１の噛み合いにはクリアランスが不可欠であるが、タイバー２７，２７と対角に位置するタイバー７，７に背圧力をかけることによりタイバー２７，２７の押出し方向のクリアランスを０にし、テーパー面板２７ｄの移動寸法を発泡による移動距離に割りナット１１との引き側のクリアランス（Ｃ１）分だけ、加算してストッパー楔６１、６１の停止位置を決める。

（ＩＶ）低油圧抜き、ストッパー楔後退、離型、型開：電磁比例制御リリーフ弁３６をゼロ圧にセットし、型締シリンダ２Ｂ、２Ｄの離型側の油圧室２ｃの油圧を抜き、コアバック駆動装置４０のストッパー楔６１，６１を後退し、３方向切換え弁４５は圧油開に切換え、3方向切換え弁４１は作動油圧を開、電磁比例制御リリーフ弁３６は高圧にセットし、４方向切換弁４４の電磁弁４４ｂ側を励磁して、油圧回路を離型側に切換え、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、型締シリンダ２Ｂ、２Ｄの離型側の油圧室２ｃの低油圧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低油圧、又は、背圧を生じる可変絞り弁４３を調整しても良い。

本発明の実施例１に係わる射出発泡成形機の固定ダイプレートを正面から見た図である。 図１の射出発泡成形機の側面をＡ−Ａ断面で示した側面図及び油圧制御系統図である。 図２のコアバック駆動装置を示す拡大図である。 図３のコアバック駆動装置をＢ−Ｂ断面で示した正面図である。 図１の射出発泡成形機の発泡膨張行程とコアバック動作（Ｉ）、（ＩＩ）を示す図である。 図１の射出発泡成形機の発泡膨張行程とコアバック動作（ＩＩＩ）、（ＩＶ）を示す図である。 本発明の実施例２に係わる射出発泡成形機の固定ダイプレートを正面から見た図である。 図７の射出発泡成形機の側面をＣ−Ｃ断面で示した側面図及び油圧制御系統図である。 図８のコアバック駆動装置を示す拡大図である。 図９のコアバック駆動装置をＤ方向から見た正面図である。 図７の射出発泡成形機の発泡膨張行程とコアバック動作（Ｉ）、（ＩＩ）を示す図である。 図７の射出発泡成形機の発泡膨張行程とコアバック動作（ＩＩＩ）、（ＩＶ）を示す図である。

符号の説明

２ 固定ダイプレート
２ａ、２ｃ 油圧室（離型側）
２ｂ、２ｄ 油圧室（型締側）
３ 可動ダイプレート
４ 固定側金型
５ 可動側金型
６、２６、２７ｂ ラム
７、１７、２７ タイバー
７ａ、１７ａ、２７ａ リング溝部
１０、３０ 射出発泡成形機
１１ 割りナット
２０、４０ コアバック駆動装置
２４ タイバー位置検出センサ
２５ 金型キャビティ
２６ａ、２７ｄ テーパー面板
２８ 型内圧センサ
３６ 電磁比例制御リリーフ弁
３７、４７ 制御装置
４３ 可変絞り弁
５１ 楔（コアバック駆動用）
５２ 駆動装置用フレーム
５３ 平面板
５４ ころ
５５、６３ ボールねじ軸
５６、６４ ボールねじナット
５８、６７ サーボモータ
６１ ストッパー楔

Claims (14)

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ダイプレートの４隅角に設けられた４組の油圧型締手段と、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を用い、型締めした金型内に溶融可塑化した発泡性樹脂を射出充填した後、金型を一定距離だけ開いて金型キャビティ容積を増大させて発泡成形品を成形する射出発泡成形機において、前記４組の油圧型締手段の中で対角する２組に前記両ダイプレートの間隔を小寸法広げ（金型を寸開する）コアバック距離を調整するコアバック駆動手段を備えた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、前記コアバック駆動手段は、型締手段の油圧シリンダのラムに固設し油圧シリンダからタイバーの反対側の外部に突き出したコアバック駆動軸に固設したテーパー面板と、同軸と直角方向に配置され固定ダイプレートに固設した平面板と、テーパー面板のテーパー面と平面板の平面の間を進退して可動ダイプレートを移動（コアバック）させる楔と、コアバック距離を検出するタイバー位置検出センサと、コアバック駆動手段を有しない側の油圧型締手段の型締シリンダの型締め側に背圧をかける絞り弁とにより構成された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、前記コアバック駆動手段のコアバック駆動軸に固設したテーパー面板のテーパー面と楔、楔と平面板の平面とは複数のころを介してそれぞれ接面していることを特徴とする射出発泡成形機。
4. 請求項３に記載する射出発泡成形機において、前記コアバック駆動手段は、前記のテーパー面板と、ボールねじナットを固設した楔と、固定ダイプレートに固設し前記ボールねじナットに螺合するボールねじ軸を回転自在に軸方向を拘束して支える軸受と、前記ボールねじ軸を回転駆動するサーボモータとにより構成され、前記タイバー位置検出センサの検出値が設定コアバック距離になるように、サーボモータの回転数を制御してコアバック距離調整ができるようにしたことを特徴とする射出発泡成形機。
5. 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４組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４組の型締手段の内、対角する２組に設けた請求項２，３，４に記載する前記両ダイプレートの間隔を広げる複数のコアバック駆動手段と、該コアバック駆動手段を設けていない別の対角する２組に設けた請求項２に記載する型締シリンダの型締め側に背圧をかける絞り弁、又は、油圧調整弁とを備えてなることを特徴とする射出発泡成形機。
6. 請求項１〜５に記載する射出発泡成形機において、コアバック位置検出センサ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。
7. 請求項５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イ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コアバック工程を有してなることを特徴とする射出発泡成形方法。
8. 請求項５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イ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、金型キャビテイ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、
   型締、発泡性樹脂を射出充填後、油圧型締手段の作動油の油圧を抜き、上記の絞り弁、又は、油圧調整弁を通してコアバック駆動手段を有しない側の油圧型締手段の型締シリンダの型締め側に背圧をかけ、金型の移動速度が樹脂の発泡成形の膨張速度を超えないようにコアバック駆動手段の楔の移動速度を制御しながら、ダイプレートの間隔を設定距離広げ、停止し、発泡終了後、発泡圧力保持、冷却、楔後退、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。
9. 請求項７及び請求項８に記載する射出発泡成形方法において、金型キャビテイ内の溶融樹脂圧を検出する型内圧センサを設置し、金型キャビテイ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、前記駆動手段の楔の移動速度を制御することを特徴とする射出発泡成形方法。
10. 請求項１に記載する射出発泡成形機において、前記コアバック駆動手段は、前記４組の油圧型締手段の内対角する２組の型締手段の油圧シリンダの型開作動と、他の２組の型締手段の油圧シリンダの型開側の背圧作用でラムの移動速度を制御するものとし、発泡膨張時のラム(金型)ストッパーは、型開作動側のラムに固設し油圧シリンダからタイバーの反対側の固定ダイプレートの外部に突き出した軸に固設した内側向きのテーパー面板と、該テーパー面板のテーパー面と固定ダイプレートの外面との間に突き出し、前記突き出し軸と直角方向に移動可能なテーパー面板と同じテーパーを有する楔と、コアバック距離を検出するタイバー位置検出センサと、突き出し軸を有しない側の油圧型締シリンダの型締め側、に背圧をかける絞り弁、又は、油圧調整弁とにより構成されたことを特徴とする射出発泡成形機。
11. 請求項１０に記載する射出発泡成形機において、前記コアバック駆動時のラムストッパーは、タイバーの突き出し軸に固設した内側向きのテーパー面板と、ボールねじナットを取付けた楔と、固定ダイプレートに固設し前記ボールねじナットに螺合するボールねじ軸を回転自在に軸方向を拘束して支える軸受と、前記ボールねじ軸を回転駆動するサーボモータとよりなり、コアバック時に可動金型が正確に所定位置に停止するように調整できることを特徴とする射出発泡成形機。
12. 請求項１０及び請求項１１に記載する射出発泡成形機において、コアバック位置検出センサ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。
13. 請求項１０〜１２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イ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、金型キャビテイ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、
    型締後、前記楔をコアバック時の可動金型のストッパー位置に前進させ、発泡性樹脂を射出充填後、油圧型締手段の作動油の油圧を抜き、前記突き出し軸を有しない側の型締手段の油圧シリンダの型締め側に背圧をかけ、前記突き出し軸を有する側の型締手段の油圧シリンダの型締側に圧油を送り、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ラム速度を制御し、可動金型は設定した距離を移動し、ラムの突き出し軸に固設したテーパー面板が前記楔に当たって停止し、発泡終了後、発泡圧力保持、冷却、降圧、楔後退、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。
14. 請求項１３に記載する射出発泡成形方法において、金型キャビテイ内の溶融樹脂圧を検出する型内圧センサを設置し、金型キャビテイ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、前記型締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射出発泡成形方法。

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