JP4284070B2

JP4284070B2 - 射出圧縮成形用金型及びそれを用いた成形方法

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Publication number: JP4284070B2
Application number: JP2002559227A
Authority: JP
Inventors: クラーク・ピーター・レジナルド
Original assignee: イムパク・テクノロジーズ・リミテッド
Priority date: 2001-01-26
Filing date: 2002-01-25
Publication date: 2009-06-24
Anticipated expiration: 2022-01-25
Also published as: ZA200305514B; US7090800B2; DE60201175T2; US20040109919A1; CN1282535C; CN1487877A; DE60201175D1; NZ526989A; ES2225769T3; EP1360057B1; BR0206765A; CA2435947A1; PT1360057E; WO2002058909A1; CA2435947C; AU2002228164B2; EP1360057A1; ATE275469T1; MXPA03006664A; JP2004520197A

Description

本発明は、プラスチック材料の射出成形に関する。

大きく、厚さの薄い成形品は、射出成形により成形することが困難であることは知られている。その理由は、金型の２部品間の間隔が小さく、また、成形装置により付加される圧力が、金型を満たすべくプラスチックを移動させるために射出点から間隙の遠端において適用されるには、材料が移動しなければならない距離が長過ぎることにある。要約すれば、「厚さに対する流動伝達路の比」が長過ぎるのである。

従来、厚さの薄い成形品は、真空又は圧縮成形により成形され、そこでは、プラスチック材料からなるシートが、金型の形状と一致するように延伸させられる。このような技法は、それらが、同じ壁厚さの成形品や増加又は減少する壁厚さの区域を有する成形品を生産することができないので、それらの利用において制限されることになる。これは、成形品の一表面のみが型で成形されており、どの点の厚さも、専ら原材料シートの厚さと変形の大きさによって決定されるからである。

特開平０４−２３８００９号公報（東洋機械金属株式会社）は、添付された請求項１の前文に説明されるように、薄壁の成形品を射出圧縮成形するために射出成形装置のプラテン間に配置する金型を開示している。詳細には、該金型は、第一金型部分と、金型が各々開放及び閉鎖される第一端及び第二端位置間を第一金型部分に対して移動可能である圧力プレートと、圧力プレートにより支持されると共に金型の開放及び閉鎖方向に圧力プレートに対して移動可能であるコアと、コアを囲むと共にコアと封止下に係合し、第一金型部分と圧力プレートの間に配置されるリム閉鎖部分と、力を加えて、コアを圧力プレートから離反して最小金型キャビティ容積の位置へと付勢する手段とからなり、前記第一金型部分、コア及びリム閉鎖部分は協働して金型キャビティを画定し、各々は他の二者に対して金型の開放及び閉鎖方向に移動可能である。

後者の金型を使用するに際しては、圧力プレートがその第二位置に到達すると同時に、即ち金型が閉鎖されるときに、コアが移動して金型キャビティの容積を最小にする。その後、コアが早急に退出し、金型キャビティの容積を増大させると共にそれによって金型キャビティ内を減圧し、射出速度を増加させる。この日本の公開公報に記載の参考例は、厚さに対する流動伝達路の比が大きい成形品を成形することに役立つ教示を与えるものではない。

米国特許第４，０８０，１４７号明細書は、本発明とより密接に関係しており、三つの部分で形成された金型を開示している。圧力プレートはコアを保持し、金型キャビティはコアを囲む二重の金型プレートにより画定されている。作業工程において、金型は、金型キャビティ容積がその最終の容積より大きいように、しかしそれでも完全に封止されているようにして、部分的に閉鎖される。計量された量のプラスチック材料が金型キャビティ内に射出される。その後、圧力プレートが移動させられて金型キャビティをその最小容積まで縮小させ、それによってプラスチック材料を圧縮し、それが金型キャビティのより狭い区域部分を満たすようにさせる。この装置に関する問題点は、プラスチック材料が計量されて金型キャビティ内に供給されるときに金型キャビティが著しい容積の空気を含むことである。この空気の集まりがコアの運動により圧縮されると、その温度は上昇するので、金型キャビティを脱気させるために特別のステップが取られなければ、これは仕上がり製品に焼け痕を生じさせ得ることになる。
特開平０４−２３８００９号公報米国特許第４，０８０，１４７号明細書

本発明は、従って、プラスチック材料が計量されて金型キャビティ内に供給される間に金型キャビティ内に閉じ込められる空気の量を最少にする改良案を提供しようとするものである。

本発明の一つの態様によれば、添付された特許請求の範囲の請求項１に以下記述されるような、薄壁の成形品を射出圧縮成形するための金型が提供される。即ち、前記金型は、薄壁の成形品を射出圧縮成形するために射出成形装置のプラテン間に配置する成形用金型であって、
第一金型部分と、
金型が各々開放及び閉鎖される第一端及び第二端位置間を第一金型部分に対して移動可能である圧力プレートと、
圧力プレートにより支持されると共に金型の開放及び閉鎖方向に圧力プレートに対して移動可能であるコアと、
コアを囲むと共にコアと封止下に係合し、第一金型部分と圧力プレートの間に配置されるリム閉鎖部分であって、第一金型部分、コア及びリム閉鎖部分が協働して金型キャビティを画定し、且つそれらの各々が他の二者に対して金型の開放及び閉鎖方向に移動可能であるように第一金型部分及びコアと関連付けられたリム閉鎖部分と、
コアに力を加えて、コアを圧力プレートから離反させると共に最小金型キャビティ容積の位置へと付勢するコア付勢手段とからなる成形用金型において、
前記コア付勢手段が、金型キャビティ内への予定量の溶融プラスチック材料の射出によりコアが退出させられると共に金型キャビティ容積が増大させられることを許容するような弱い力をコアに加えるように作用し、それによって溶融プラスチック材料の射出後において金型キャビティが射出プラスチック材料で部分的に満たされているようにし、
圧力プレートは、それが第二端位置にあるときにコアと直接接触すると共に金型キャビティをその最小容積まで縮小させ、それによって圧力プレートが成形装置により第二端位置に移動させられるときに圧縮力がコアに加えられ、金型キャビティ内の射出プラスチック材料が急速に圧縮されると共に流動し、金型キャビティの全ての部分が射出プラスチック材料で満たされるようにしたことを特徴としている。
さらに、本発明は、添付された特許請求の範囲の請求項７に記述されるような、薄壁の成形品を射出圧縮成形する方法を提供する。即ち、前記方法は、成形用金型を使用して薄壁の成形品を射出圧縮成形する方法において、
コア及びリム閉鎖部分を第一金型部分の方向に移動させて最小容積の金型キャビティを画定するステップと、
予定量の溶融プラスチック材料を金型キャビティ内に射出すると共にコアをコア付勢手段の作用に抗して第一金型部分から離れるように退出させ、溶融プラスチック材料が金型キャビティ内に射出されると同時に金型キャビティの容積を拡張させるステップであって、溶融プラスチック材料の射出後において金型キャビティが射出プラスチック材料で部分的に満たされているようにしたステップと、
圧力プレートを、コアと直接接触させると共に第一金型部分の方向に第二端位置に移動させ、コアを第一金型部分内に押し戻して金型キャビティをその最小容積まで縮小させるステップであって、コアの移動により、金型キャビティ内の射出プラスチック材料が急速に圧縮されると共に流動し、金型キャビティの全ての部分が射出プラスチック材料で満たされるようにしたステップとからなるものである。

本発明は、閉鎖位置にある圧力プレートがコアに直接圧力を掛けることにおいて、特開平０４−２３８００９号公報の教示とは相違している。本発明では、金型が圧力プレートの運動により閉鎖されるときに、金型キャビティ内に既に存在するプラスチック材料が圧縮される。

本発明は、プラスチック材料を閉鎖された金型キャビティ内に射出し且つプラスチック材料の射出圧力の下にコアを退出させることにより、金型キャビティ内での空気の閉じ込めが最小にされるという、米国特許第４，０８０，１４７号明細書の教示に勝る利点を提示する。

本発明は、概して、金属鍛造に使用される技法に類似した技法をプラスチック材料に適用するものと考えられてもよい。即ち、本発明では、一定量の溶融プラスチック材料が金型キャビティ内にそれが最小容積でない間に入れられ、その後、プラスチック材料が金型を完全に閉鎖することにより圧縮され、それによりプラスチック材料が金型キャビティの全ての部分に押し込まれる。

プラスチック溶融物を従来の方法で金型キャビティ内に射出した後に追加的な圧縮を付与するために、金型の一部を移動させることは知られている。射出圧縮成形（ＩＣＭ）として知られているこの工程は、より長い流動伝達路、より薄壁且つより低レベルの材料応力が得られるという利点を提供する。これは、（内部応力が改善されているために）ＣＤ及びＤＶＤのような成形品の成形に適し、また（衝撃抵抗が改善されているために）車両本体及び計器盤の成形に適した工程である。

しかしながら、ＣＤの形成に使用される前記公知の工程は、プラスチック溶融物が実質的な圧力の下に金型キャビティ内に導入されること、及びプラスチック溶融物の射出の間中、金型部分が金型キャビティを一定容積に維持させるに十分な力で一体に保持されることにおいて、本発明と相違している。それと対照すると、本発明では、金型キャビティ内へのプラスチック溶融物の射出が、その射出圧力によりコアを退出させて金型部分を分離させ、金型キャビティを拡張させるものである。最初に金型を閉鎖させるために使用される弱い圧力は、始めは、金型キャビティからガスを排除することを意図されている。これは、金型キャビティ内にガスポケットが閉じ込められることを回避するためである。溶融物が金型キャビティ内に導入されるとき、金型キャビティは、溶融物が金型キャビティ容積の主要部分を占めるべく比較的自由に流動するのに必要なだけ拡張してもよい。予定量の溶融プラスチック材料がひとたび金型キャビティ内に導入された後は、金型の各部分が高圧力下に結合され、コアを押し戻すように移動させて金型キャビティをその最終容積まで縮小させると共に溶融物を金型キャビティの全ての部分に流動させることになる。

上記説明から当然に、金型キャビティが全体的に一杯になって、背圧が金型キャビティ内へのプラスチック材料の更なる射出を阻止するまで射出が単純に継続することはできないので、プラスチック材料の量は予め定められている必要があることになる。他方、ＣＤの形成に際しては、射出が背圧により停止させられ、その時点で、プラスチック材料が金型キャビティの約９０パーセントの部分を既に占めていてもよい。その場合、金型キャビティにおける最終的な容積縮小は、部分的に固化したプラスチック材料を金型キャビティの残り１０パーセントの部分に流し込ませるために専ら使用される。

本発明の典型的な実施態様においては、圧力下における金型部分の相対的な変位は最終的な成形品厚さの１０倍を越えるが、最終的な成形品厚さの２００倍もの大きさであってもよい。これは、射出圧縮成形で典型的に実行されている、最終的な壁厚さの約２倍に相当する変位と対比されるべきである。

本発明と従来の射出圧縮成形の間の更なる重要な相違は、金型を閉鎖する速度と閉鎖工程中における金型キャビティ内の圧力増加速度にある。本発明においては、金型が閉鎖され、０．５秒以下、好ましくは０．３秒以下の時間内に金型キャビティ内で最大圧力に到達する。それと対照すると、従来の射出圧縮成形においては、プラスチック材料が圧力下に射出されて金型キャビティの主要部分を満たした後に、圧力が漸次上昇させられ、プラスチック材料を、金型キャビティの残り部分を満たすように流動させる。

しかしながら、本発明と初期の提案との間の最も重要な相違は、本発明においては、射出が行われている間、金型を閉鎖するために弱い圧力を掛けること、そして射出段階の完了後に射出プラスチック材料を圧縮するためにより高い圧力を掛けることにある。

この相違の妥当性は、飲用カップの成形に言及して説明され、この飲用カップは、本発明に特に向いている成形品の一例である。本発明において飲用カップを成形するとき、プラスチック材料がカップの基部に射出され、射出工程の完了後に金型を閉鎖するために高い圧力が掛けられて、プラスチック材料を基部から上方に流動させ、カップの側壁と口部を囲む唇状部を成形する。

このような適用では、ガスが、基部と側壁との間の接合部における金型キャビティの底部の隅部内に閉じ込められることを回避することが不可欠である。このようなガスの圧縮は、その温度を上昇させ、仕上がり製品に容認し難い焼け痕を生じさせる。

仮にプラスチック材料が完全に開放された金型キャビティ内に射出されたとすれば、それは、金型部品が高速で一体に集められるときに平坦化されるはずの小さな球体を形成し、ガスを金型キャビティの隅部に閉じ込めることになろう。本発明においては、射出プラスチック材料がまず第一に球体を形成しないので、これは回避される。その代わりに、金型が弱い圧力下に閉鎖され、或いは少なくとも略閉鎖され、そして射出プラスチック材料が、半径方向に拡張して金型部分を分離させるディスクとして、必要ならばカップの基部を全体的に満たすまで流動する。その後、圧力が増加させられて、射出プラスチック材料をカップの側壁へと上昇させるとき、隅部に閉じ込められて焼け痕を生じるガスは存在しないであろう。

プラスチック溶融物の射出開始後における全ての段階で、金型キャビティ容積が完全に封止されているべきことが重要である。金型キャビティの容積は可変でなければならないが、溶融物が金型キャビティから漏出することを許容してはならない。

金型は、好ましくは、金型キャビティの残り部分に対する可動コアの正確な整合を達成すべく、リム閉鎖部分を第一金型部分に対して整合させるための手段を備えている。

好ましくは、第一金型部分から圧力プレート内へのコアの退行に抗するためのコア付勢手段として、スプリング及び／又はダンパが配備される。

油圧ロック機構を備えた成形装置（即ち、金型部分に対して全ての必要な圧力を適用するために油圧アクチュエータのみを使用するもの）を用いて本発明を実施することが想定され得る。このような提案を採用したのでは、金型部分がそれらの閉鎖位置に接近するときに必要とされる圧力の急上昇のみならず、金型キャビティの必要な閉鎖速度を達成することは一層困難である。これは、従って、この目的に特化された装置の使用を必要とするかもしれない。この点において、プラスチック材料が金型表面と接触するときに冷却され、固化することに注目すべきであり、そしてこのために、金型部分の閉鎖によるプラスチック材料の流動ができるだけ早急に完了されるべきことが重要である。他方において、トグル式閉鎖機構を備えた射出成形装置が、最終的な閉鎖をもたらすに要する十分大きな力を与えるために好適であることが判明している。

最終的な閉鎖時におけるプラスチック材料内の圧力は十分大きいので、プラスチック材料が金型キャビティ内に射出されるときに通過する射出ゲートは、最終的な金型の閉鎖前にバルブにより閉鎖されることが好ましい。これは、最終的な閉鎖中に器具から材料が排出することを回避するためである。

好ましくは、高い圧力下における金型の閉鎖が、仕上がり成形品の表面積の実質的部分上における金型部分のギャップの縮小を伴うものであり、それによって、（さもなければ、通過するには狭過ぎると考えられたであろう）狭い金型部分を通過するプラスチック材料の流動が、最終的な閉鎖における最後の部分の期間にのみ行われることになる。

正確に予定された量の溶融プラスチック材料を導入するために、ホットランナシステムを用意することが好ましい。前記ホットランナシステムは、金型キャビティの各々のために一つの分配シリンダを組み込んだマニホルドからなり、各分配シリンダは、溶融プラスチック材料の共通の加圧供給源に各々のバルブを介して連結され、ゲートバルブを介して、連携する金型キャビティに連結されている。

各分配シリンダは、必要量のプラスチック材料をその連携する金型キャビティに供給するために作動するピストンにより結合された可変容積室からなる。プラスチック材料が加圧供給源から複数の分配シリンダ内に射出されるとき、それは先ず最小の抵抗を示す分配シリンダに流動し、このポットが一杯になるときプラスチック材料は抵抗に直面し、全ての分配シリンダが満杯になるまで他の分配シリンダに進路を変更する。各金型キャビティに分配されるプラスチック材料の量を微調整させ得るように、分配シリンダの各ピストンに調整可能な停止器が配備されてもよい。ゲートバルブが開放され、分配シリンダのピストンが作動中の可変容積室の容積を減少させる方向に移動させられるとき、収容されたプラスチック材料がゲートバルブを通って金型キャビティ内に押し込まれ、反対方向への移動を阻止される。

以下に、本発明を、実施例により、添付図面に照らしてさらに説明する。
図１は、従来の成形装置の概要図である。
図２は、完全開放時の金型を通る断面図である。
図３は、プラスチック溶融物の射出直前における図１の金型を通る断面図である。
図４は、プラスチック溶融物の射出中における図１の金型を通る断面図である。
図５は、金型キャビティが完全に閉鎖された前図の金型を通る断面図である。
図６は、コイルスプリングの代わりに蓄圧器を使用する代替実施態様に係る金型を示す、図３に示すものに類似の断面図である。
図７は、ホットランナマニホルドの要部を通る概要断面図であり、共通の供給スクリューに連結された多重キャビティ金型を使用するときに、全ての金型キャビティが等量のプラスチック溶融物を受け取ることを確実にするために使用される分配シリンダの一つを示している。

図１に示される成形装置は広く知られており、従って本発明に係る射出衝撃圧縮法（ＩＩＣ）を理解するために要する細目についてのみ説明する。成形装置１０は、４本のタイバー１６により互いに連結された２つの静止バルクヘッド１２及び１４からなる。図示される従来の金型１８は、二つの部分、即ちバルクヘッド１２に設けられた静止部分１８ａ及びタイバー１６に沿って摺動し得るプラテン２０に設けられた可動部分１８ｂから形成されている。プラテン２０は、バルクヘッド１２の方向及びそれから離れる方向に油圧ラム２２により移動させられる。該油圧ラムは、バルクヘッド１４に設けられ、トグル機構によりプラテン２０に連結されている。該トグル機構は、バルクヘッド１４に枢着されたレバー２４ａと、プラテン２０に枢着されたレバー２４ｂと、ラム２２に枢着されたレバー２４ｃとからなり、全ての三つのレバー２４ａ、２４ｂ及び２４ｃの他端が互いに枢着されている。トグル機構のレバーは、金型キャビティが開放され、そして金型キャビティを閉鎖するためにラムが図面右方向に移動するときにおけるそれらの位置で示され、前記ラムの移動により、レバー２４ｃがより垂直位置に移動し、レバー２４ａ及び２４ｂに作用してそれらを互いに直線状に整列させる方向に移動させ、従ってプラテン２０と金型部分１８を閉鎖方向に移動させることになる。

加熱されたスクリュー供給機構３０は、ホッパーから抜き出された粒状体をスクリューの回転により加熱、圧縮し、プラスチック溶融物を形成する。スクリューは、さらに軸方向に移動させられ、一組のランナを介して溶融物を金型キャビティ内に射出する。

始めに示したように、図１の装置は、射出成形用として既に知られている。従来、金型キャビティが閉鎖され、射出スクリューが進行して、金型キャビティを満たすように十分な溶融物を射出するために全ての必要な圧力を供給している。プラスチック材料が金型内で固化された後、該金型は開放され、成形品が排出され、そして新サイクルが開始される。

このような公知の操作方法は限界を有し、非常に薄壁の区域を有する成形品を成形するためには使用されることができない。これは、プラスチック材料が射出されるときに金型表面と接触して非常に急速に冷却し、プラスチック材料が金型キャビティの全ての部分を満たすことを妨げる大きな背圧を引き起こすからである。

本発明においては、射出スクリューは、閉鎖された金型キャビティを溶融物で満たすのに十分な圧力を生み出すことを必要とされていない。その代わりに、スクリューは、金型キャビティが圧力下に閉鎖されていない間に、即ち弱い圧力の下に閉鎖されている間に投与量の溶融物を金型キャビティ内に射出するために使用され、その後、金型部分がラム２２により急速に結合されてプラスチック材料を「鍛造」し、それが金型キャビティの全ての部分を急速に満たすように強制することになる。

そこで、図２乃至図５を参照して、操作サイクルをより詳細に考察する。

図１を参照して説明されたような従来の二つの金型部分１８ａ、１８ｂの代わりに、本発明に係る好ましい実施態様は、互いに関連して移動し得る四つの構成部品からなる金型アセンブリ５０を使用する。四つの構成部品における第一のものは、金型キャビティ５４を画定し、プラスチック溶融物が金型キャビティ内に射出されるときに通る供給ゲート５５を備えて形成されている静止キャビティアセンブリ５２である。キャビティアセンブリは、バルクヘッド１２に固定されている。供給ゲート５５及びそのゲートを開放及び閉鎖する制御ピンが、正確な量のプラスチック溶融物を金型キャビティ５４内に導入する方法との関連で、以下により詳細に説明される。

他の三つの構成部品は、協働してコアアセンブリを構成し、成形装置の可動プラテン２０に設けられている。三つの構成部品における第一のもの（ここでは圧力プレートと称される）は、図中、符号５６で指示され、可動プラテン２０に固定されている。構成部品における第二のものは、リム閉鎖プレートと称され、図中、符号５８で指示されている。リム閉鎖プレートは、比較的強力なスプリング６０により圧力プレート５６から離れて偏位させられ、突出ボス５９がキャビティアセンブリ５２の金型部分における凹部５３内に嵌合するように正確に整合されつつ案内されている。金型の構成部品における最後のものは、コア６２であり、該コアは、部分的に金型キャビティを画定し、リム閉鎖プレート５８に形成された貫通孔を自在に摺動し且つ該貫通孔内側に正確に案内された円柱部分を有している。

コア６２は、金型キャビティから離れたその遠端において拡張ヘッド６４を備えて形成され、該拡張ヘッドは、圧力プレート５６内に形成された小室６６内にピストンの態様で受容されている。小室６６内に配置された弱いスプリング６８は、コアを圧力プレートから環状停止プレート７０の方向に付勢し、該停止プレートは、圧力プレート５６に固定されると共にコア６２の円柱部分を囲繞している。圧力プレート５６と停止プレート７０との間に閉じ込められた拡張ヘッド６４は、コア６２と装置プラテン２０との間の作用線上に配列されたロストモーションカップリングを形成している。

図２乃至図４の実施態様においては、ヘッド６４は小室６６に対して封止されておらず、また停止プレート７０はコア６２に対して封止されていない。その代わりに、小さなクリアランスが空気の漏出を許し、コア６２の運動を減衰させる。

図２は、一サイクルの終了時と次サイクルの開始時における位置にある金型を示している。金型キャビティは開放され、成形品、この場合は飲用カップが従来方法（図示されない）によって金型キャビティから排出されている。そして、トグル機構が、コアアセンブリをキャビティアセンブリの方向に、図３に示される位置に達するまで又は少なくともほぼ達するまで移動させる。この位置では、リム閉鎖プレート５８のボス５９がキャビティアセンブリ５２の凹部５３内に完全に嵌合し、強力なスプリング６０は、コアがなおも移動して金型キャビティ容積を変化させ得るとしても、金型キャビティからのプラスチック溶融物の漏出を生じないように金型キャビティが完全に封止されることを確実にしている。

次の段階で、図４に示すように、プラスチック溶融物が、供給ゲート５５を介して比較的低い圧力で金型キャビティ内に導入される。この時点で、プラスチック溶融物の射出圧力は、コア６２を弱いスプリング６８の作用に抗して押し返すことができる。溶融物が金型キャビティ内に入るときに、溶融物と金型キャビティの隅部との間でガスを閉じ込めることなしに金型キャビティの隅部に広がるように、コアが金型キャビティ５４の底部に到達する直前又は直後に射出が生じるべく時間調整されてもよい。前記射出圧力は、しかしながら、プラスチック溶融物を金型キャビティの狭い部分、この場合は飲用カップの円錐形壁内に押し込むのに十分なものではない。

最後に、図５に示すように、圧力プレート５６がプラテン２０により移動させられ、弱いスプリング６８の完全な圧縮後にコア６２に直接的に力を加える。トグルレバーの機械的利益による拡大された油圧ラム２２の力に基づくコアの運動から生じる圧力は十分に大きいので、溶融物を鍛造すると共にそれによって金型キャビティの全ての部分を溶融物で満たすことができる。

「鍛造」なる用語は、金型を閉鎖する速度及び閉鎖工程中における金型キャビティ内の圧力増加速度を強調するために使用されている。典型的には、金型が閉鎖され、０．５秒以下、好ましくは０．３秒以下の時間内に金型キャビティ内で最大圧力に到達する。それと対照すると、従来技術の射出圧縮成形においては、プラスチック材料が圧力下に射出されて金型キャビティの主要部分を満たした後に、圧力がただ漸次上昇させられて、プラスチック材料をそれが金型キャビティの残り部分を満たすように流動させるものである。

図６の実施態様は、コア付勢手段として、コイルスプリング６８の代わりにガススプリング又は蓄圧器８０が使用されている点においてのみ前記実施態様と相違している。この場合、図中、Ｏリングにより表されるように、コア６２のヘッド６４′は小室６６の壁に対して封止され、停止プレート７０′はコア６２に対して封止されている。ヘッド６４′の両側にある二つの作動室は、圧力プレート５６内に形成された通路８２を介して、そして外部ライン８６並びに蓄圧器８０及び大気に通じる種々のバルブ８８を介して連結されている。この機能は、コイルスプリング６８のそれに全く類似しており、そこでは、コア６２は、溶融物が金型キャビティ内に射出されるときに弱い抵抗に抗して移動することができるが、圧力プレート５６及びプラテン２０の最大力は、コアアセンブリがその工程の終期に到達するときにコア６２に作用する。

プラスチック材料が多重キャビティを有する金型内に正常に射出されるとき、溶融物は最も抵抗の小さい通路に沿って移動する。従って、溶融物は、先ず供給スクリューに最も近い金型キャビティに向かって流動し、その金型キャビティが一杯になるとその抵抗が増加し、溶融物は他の金型キャビティに向かって流動するが、これは、全ての金型キャビティが一杯になるまで繰り返される。このようなアプローチは、本発明に使用されることができない。というのは、本発明における金型キャビティは、その最大量のプラスチック材料を受け入れた後でさえも、溶融物は、金型キャビティ内への流動に対して、常時、殆ど抵抗を受けないからである。本発明において背圧に依存すれば、全てのプラスチック材料が最初の金型キャビティに向かって流動し、他の金型キャビティには流動しないことであろう。

この問題を回避するために、本発明の好ましい実施態様は、図７に示されるように、プラスチック材料を個別の金型キャビティに分配するための特殊なホットランナシステムを使用する。全てのホットランナシステムに装備されるように、マニホルド１００は、スクリューに連結された単一の入口９０と、各々が個々の金型キャビティの供給ゲート５５により構成された幾つかの出口を有している。供給ゲートを開放及び閉鎖する制御ピン９４は全て、図面の平面に対して出入りするように移動する共通スライダ９６により作動させられる。

制御ピンは、またスプールバルブとしても作用する。特に、それらの一方の終端位置において、制御ピン９４は、プラスチック材料が入口９０から、個々の金型キャビティと連携された分配シリンダ９８の作動室１０２に流動することを可能にする。この間に、金型キャビティは閉鎖される。それらの他方の終端位置において、制御ピンは供給ゲートを開放し、分配シリンダ９８を入口９０から分離して、代わりに供給ゲートに連結する。そこでピストンが移動するとき、それは作動室１０２内に収容された所定量のプラスチック溶融物をその結合された金型キャビティ内に射出する。各ピストンのストロークを制限する停止器を調整することにより、金型キャビティ内に射出されるプラスチック材料の量が正確に且つ個々に計量されることができる。

分配シリンダ９８のピストンは、独立した機械的、電気的又は油圧機構により作動させられてもよいが、それに代えて、プラスチック溶融物をキャビティ内に射出するための力がプラテン２０の運動から引き起こされるように、ピストンが金型部品の相対運動の軸に平行に設けられるように配置することも可能である。特に、ピストンは、リム閉鎖プレート５８により作動させられてもよい。

従来の成形装置の概要図である。完全開放時の金型を通る断面図である。プラスチック溶融物の射出直前における図１の金型を通る断面図である。プラスチック溶融物の射出中における図１の金型を通る断面図である。金型キャビティが完全に閉鎖された前図の金型を通る断面図である。コイルスプリングの代わりに蓄圧器を使用する代替実施態様に係る金型を示す、図３に示すものに類似の断面図である。ホットランナマニホルドの要部を通る概要断面図であり、共通の供給スクリューに連結された多重キャビティ金型を使用するときに、全ての金型キャビティが等量のプラスチック溶融物を受け取ることを確実にするために使用される分配シリンダの一つを示している。

符号の説明

５２第一金型部分
５３凹部
５６圧力プレート
５８リム閉鎖部分
５９突出ボス
６０スプリング
６２コア
６８スプリング
８０ガススプリング又は蓄圧器
９８分配シリンダ

Claims

薄壁の成形品を射出圧縮成形するために射出成形装置のプラテン間に配置する成形用金型であって、
第一金型部分（５２）と、
金型が各々開放及び閉鎖される第一端及び第二端位置間を第一金型部分（５２）に対して移動可能である圧力プレート（５６）と、
圧力プレート（５６）により支持されると共に金型の開放及び閉鎖方向に圧力プレート（５６）に対して移動可能であるコア（６２）と、
コア（６２）を囲むと共にコア（６２）と封止下に係合し、第一金型部分（５２）と圧力プレート（５６）の間に配置されるリム閉鎖部分（５８）であって、第一金型部分（５２）、コア（６２）及びリム閉鎖部分（５８）が協働して金型キャビティを画定し、且つそれらの各々が他の二者に対して金型の開放及び閉鎖方向に移動可能であるように第一金型部分（５２）及びコア（６２）と関連付けられたリム閉鎖部分（５８）と、
コア（６２）に力を加えて、コア（６２）を圧力プレート（５６）から離反させると共に最小金型キャビティ容積の位置へと付勢するコア付勢手段（６８；８０）とからなる成形用金型において、
前記コア付勢手段（６８；８０）が、金型キャビティ内への予定量の溶融プラスチック材料の射出によりコア（６２）が退出させられると共に金型キャビティ容積が増大させられることを許容するような弱い力をコア（６２）に加えるように作用し、それによって溶融プラスチック材料の射出後において金型キャビティが射出プラスチック材料で部分的に満たされているようにし、
圧力プレート（５６）は、それが第二端位置にあるときにコア（６２）と直接接触すると共に金型キャビティをその最小容積まで縮小させ、それによって圧力プレート（５６）が成形装置により第二端位置に移動させられるときに圧縮力がコア（６２）に加えられ、金型キャビティ内の射出プラスチック材料が急速に圧縮されると共に流動し、金型キャビティの全ての部分が射出プラスチック材料で満たされるようにしたことを特徴とする成形用金型。
請求項１に記載の成形用金型において、金型キャビティの残り部分に対する可動コア（６２）の正確な整合を達成すべく、リム閉鎖部分（５８）を第一金型部分（５２）に対して整合させるための手段（５３、５９）が装備された成形用金型。
請求項１又は２に記載の成形用金型において、コア付勢手段が、圧力プレート（５６）内へのコア（６２）の退行に抗するスプリング（６８）からなる成形用金型。
請求項１又は２に記載の成形用金型において、コア付勢手段が、圧力プレート（５６）内へのコア（６２）の退行に抗するダンパからなる成形用金型。
請求項２〜４の何れかに記載の成形用金型において、リム閉鎖部分（５８）を圧力プレート（５６）から離れて第一金型部分（５２）の方向に弾力的に付勢するための手段（６０）が装備された成形用金型。
請求項２〜４の何れかに記載の成形用金型において、金型が複数の金型キャビティを備えて形成され、分配シリンダ（９８）が各金型キャビティと連携されると共に、予定量の溶融プラスチック材料を連携する金型キャビティ内に射出するために第一金型部分内に配置された成形用金型。
請求項２〜６の何れかに記載の成形用金型を使用して薄壁の成形品を射出圧縮成形する方法において、
コア（６２）及びリム閉鎖部分（５８）を第一金型部分（５２）の方向に移動させて最小容積の金型キャビティを画定するステップと、
予定量の溶融プラスチック材料を金型キャビティ内に射出すると共にコア（６２）をコア付勢手段（６８；８０）の作用に抗して第一金型部分から離れるように退出させ、溶融プラスチック材料が金型キャビティ内に射出されると同時に金型キャビティの容積を拡張させるステップであって、溶融プラスチック材料の射出後において金型キャビティが射出プラスチック材料で部分的に満たされているようにしたステップと、
圧力プレート（５６）を、コア（６２）と直接接触させると共に第一金型部分（５２）の方向に第二端位置に移動させ、コア（６２）を第一金型部分（５２）内に押し戻して金型キャビティをその最小容積まで縮小させるステップであって、コア（６２）の移動により、金型キャビティ内の射出プラスチック材料が急速に圧縮されると共に流動し、金型キャビティの全ての部分が射出プラスチック材料で満たされるようにしたステップとからなる成形方法。