JP4979636B2 - 射出成形機および射出成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、固定金型と可動金型の間に形成されるキャビティ内に溶融樹脂を射出して成形を行う射出成形機および射出成形方法に関するものである。

従来、ディスク基板等の成形を行う射出成形機としては、特許文献１ないし特許文献４に記載されたものが知られている。特許文献１は、油圧による型締シリンダにより型開閉および型締を行うものであるが、作動油の量が多い上に省エネルギの点においても問題があった。上記の問題に対処するものとして特許文献２は、サーボモータとトグルリンク機構の組合せにより型開閉と型締を行うものである。しかし特許文献２は、トグルリンク機構により可動盤の背面両側を押圧して型開閉と型締を行うため、可動盤に反りが発生する上に、型閉状態から急速な昇圧を行うことが出来難いものであった。また可動盤が一体構造のため、金型の厚みが変更された際に最適の型締力を得るために、受圧盤の位置を調整する調整機構が必要であった。特許文献３は、油圧によるトグルリンク機構とサーボモータによる型締機構を用いるものであるが、油圧によるトグルリンク機構による可動盤の位置制御が高精度に行えない上に、型閉状態から急速な昇圧が出来難いという問題が特許文献２と同様にあった。

特許文献４は、サーボモータによるトグルリンク機構とサーボバルブによる型締機構を用いるものであるが、固定盤に対する可動盤の距離は正確に読取れないものであった。即ち、特許文献４では、型開閉用サーボモータのロータリエンコーダによりクロスヘッド並びに第一可動盤の距離が検出され、位置センサにより第一可動盤と型が取付けられる第二可動盤の距離が検出される。しかし型締時においては、型締力によりタイバが伸長され受圧盤が後退するため、第二可動盤と固定盤の距離は正確に検出できなかった。そのため特にディスク基板等の射出圧縮成形により精密成形が行われる場合は、不都合があった。

特開平８−２７６４７９号公報（００２８、００２９、図２） 特開２００８−６２６０３号公報（請求項１、図１） 特開平６−８７１４２号公報（００５７、図６） 特開２００８−１１０４９８号公報（請求項１、００１６、図１）

そこで本発明では、固定金型と可動金型の間に形成されるキャビティ内に溶融樹脂を射出して成形を行う射出成形機において、油圧式射出成形機と電動式射出成形機の長所を兼ね備えた射出成形機および射出成形方法を提供することを目的とする。また前記において固定盤に対する可動盤の距離の検出を正確に行うことができる射出成形機および射出成形方法を提供することを目的とする。

本発明の射出成形機は、固定金型と可動金型の間に形成されるキャビティ内に溶融樹脂を射出して成形を行う射出成形機において、可動盤には互いの距離が変更可能な第一可動盤と第二可動盤が配設され、固定盤に対する第一可動盤および固定盤に対する第二可動盤の距離がそれぞれセンサにより測定可能に設けられていることを特徴とする。

また本発明の射出成形方法は、固定金型と可動金型の間に形成されるキャビティ内に溶融樹脂を射出して成形を行う射出成形方法において、可動盤には互いの距離が変更可能な第一可動盤と第二可動盤が配設され、固定盤に対する第一可動盤の距離および固定盤に対する第二可動盤の距離がそれぞれセンサにより検出され制御されることを特徴とする。

本発明の射出成形機および射出成形方法は、固定金型と可動金型の間に形成されるキャビティ内に溶融樹脂を射出して成形を行う射出成形機において、可動盤には互いの距離が変更可能な第一可動盤と第二可動盤が配設され、固定盤に対する第一可動盤および固定盤に対する第二可動盤の距離がそれぞれセンサにより測定可能に設けられているので、可動盤の反りの問題を解消し所望の型締力が発生するまでの時間を短縮することができる上に、固定盤に対する可動盤の位置検出を正確に行うことができる。

本発明の実施形態について図１ないし図５を参照して説明する。図１は、本実施形態のディスク用射出成形機の正面図であって型開時の状態を示す図である。なお図１では射出装置も上昇させた状態を示している。図２は、本実施形態のディスク用射出成形機の正面図であって型閉時の状態を示す図である。図３は、本実施形態のディスク用射出成形機の要部の拡大断面図である。図４はディスク用射出成形機の作動を示す図である。図５はディスク用射出成形機の型開閉機構と型締機構の制御を示すタイムチャート図である。

図１ないし図３に示されるように、本発明の射出成形機は、上部に射出装置１２が設けられ、下部に型締装置１３が設けられた縦型のディスク用射出成形機１１である。基台１４には４本の枠部材１５が立設され、前記枠部材１５に水平方向に設けられた梁部材１６を介して固定盤１７が固定されている。固定盤１７は、ディスク用射出成形機１１全体の中では中間の高さに配設されており、前記固定盤１７と、固定盤１７の下方の受圧盤１８との間には４本のタイバ１９が配設されている。そして前記タイバ１９には可動盤２０が固定盤１７に対して昇降自在に取付けられている。また可動盤２０と受圧盤１８の間にはサーボモータ３５によって駆動される型開閉機構のトグルリンク２１が設けられている。そして可動盤２０の内部に型開閉機構とは別に型締機構の型締シリンダ２９が配設されている。

固定盤１７の上面には射出装置１２の加熱筒２２およびノズル２３が挿入される擂鉢状の穴２４が設けられ、その周囲に射出装置１２を昇降させるシフトシリンダ２５が２本設けられている。一方固定盤１７の下面には固定金型２６が固定されている。可動盤２０は、上方の第一可動盤２７と下方の第二可動盤２８の２枚の可動盤２０から形成され、いずれの可動盤２７，２８も四隅近傍がタイバ１９に挿通されている。第一可動盤２７の上面中央部には可動金型３２が取付けられ、第二可動盤２８は、背面（下面）の両側にトグルリンク２１が取付けられ、中央部の内部に型締機構である型締シリンダ２９が配設されている。

先に型開閉機構について説明すると、図１、図２に示されるように、型開閉機構のトグルリンク２１は、一端が第二可動盤２８に取付けられ他端が第２リンク２１ｂに取付けられた第１リンク２１ａ、一端が受圧盤１８に取付けられ他端が前記第１リンク２１ａに取付けられ他端寄りが第３リンク２１ｃに取付けられた第２リンク２１ｂ、一端が第２リンク２１ｂに取付けられ、他端がクロスヘッド３４に取付けられた第３リンク２１ｃからなっている。また受圧盤１８の側方には型開閉機構の型開閉用サーボモータ３５がブラケットにより取付けられている。受圧盤１８には図示しないベアリングを介してボールネジ３６が垂直方向に回転自在に取付けられている。そしてボールネジ３６の下端にはプーリ３７が水平方向に取付けられ、前記型開閉用サーボモータ３５の駆動プーリ３８との間にタイミングベルト３９が配設されている。ボールネジ３６の上方にはクロスヘッド３４に固定されたボールネジナット４０が配設され、ボールネジ３６の回転によりボールネジナット４０とクロスヘッド３４が昇降移動されるようになっている。そして前記型開閉用サーボモータ３５には、クロスヘッド３４、トグルリンク２１、受圧盤１８に対する第二可動盤２８の距離を検出するエンコーダ３５ａが設けられている。

なお本実施形態のディスク用射出成形機１１では、型開閉は型開閉用サーボモータ３５とトグルリンク２１等の組合せにより行い、型締は型締シリンダ２９により行うので型開閉用サーボモータ３５とトグルリンク２１を小型化できる。また本実施形態では、成形金型の厚みが変更されても型締シリンダ２９のストローク位置調整により対応可能なので、受圧盤１８の位置を移動させる型厚調整機構が受圧盤１８に取付けられていない。

次に型締機構について説明すると、型締シリンダ２９は復動シリンダであるが、ピストン３０は型締側の受圧面積の方が型開側の受圧面積よりも大きく設けられている。ピストン３０に固定されるラム３１の他端は、第一可動盤２７の背面（下面）の中央部に固定されている。型締シリンダ２９のラム３１の直径は、成形されるディスク基板および可動金型３２のスタンパ６４の直径よりも大きく設けられている。また前記ラム３１のストロークは、型締時の移動分と金型変更時の型厚調整分に対応できればよいので１０〜３０ｍｍ程度であり、従来の油圧式型締機構と比較して極めて少量の油で作動させることができる。また第一可動盤２７内およびラム３１内には図示は省略するがオスカッタ、突出ピン、およびエジェクタスリーブを作動させる油圧シリンダやエアシリンダとその管路等が設けられている。なお前記オスカッタ、突出ピン、およびエジェクタスリーブや、上記したシフトシリンダ２５については、サーボモータとボールネジ機構により前後進するものとしてもよい。

型締シリンダ２９の油圧回路について説明すると、図３に示されるようには、モータにより作動するポンプ４１が設けられ、ポンプ４１から油が送られる管路４２は、チェックバルブ４３を介してカートリッジバルブ４４に接続されている。そしてカートリッジバルブ４４に到る途中の管路４２には前記カートリッジバルブ４４を作動させるパイロット管路４５が設けられ、パイロット管路４５には切換バルブ４６が配設されている。またカートリッジバルブ４４の先にはサーボバルブ４７が配設され、サーボバルブ４７のＡポートとＢポートは、管路４８、管路４９等を介して型締シリンダ２９の型開側油室５０と型締側油室５１に接続されている。そして前記型開側油室５０への管路４８には圧力検出手段である圧力センサ５２が取付けられ、型締側油室５１への管路４９には同じく圧力検出手段である圧力センサ５３が取付けられている。またカートリッジバルブ４４への管路４２から分岐した管路５４には、アキュームレータ５５が接続されている。またポンプ４１とチェックバルブ４３との間の管路４２は圧力制御バルブ５６に接続されている。そしてポンプ４１、サーボバルブ４７、圧力制御バルブ５６等は、油圧タンク５７に接続されている。また前記切換バルブ４６、サーボバルブ４７、圧力制御バルブ５６、圧力センサ５２，５３等はそれぞれディスク用射出成形機１１の制御装置５８と電気的に接続されている。なお制御装置５８は、位置センサ３３、型開閉用サーボモータ３５、射出用サーボモータ７５、計量用サーボモータ７８の本体およびエンコーダともサーボアンプ等を介して電気的に接続されている。

次に固定盤１７に対する可動盤２０の位置を検出する位置センサ３３と、位置センサ３３による位置検出について説明する。固定盤１７、第一可動盤２７、および第二可動盤２８の一方の側面には、固定盤１７に対する第一可動盤２７および固定盤１７に対する第二可動盤２８の距離を検出する位置センサ３３が配設されている。本実施形態で位置センサ３３は、磁歪式リニアポジションセンサであるＭＴＳセンサ（登録商標）が使用されている。位置センサ３３の取付けの詳細は、固定盤１７の側面の図示しないブラケットに位置センサ３３のセンサヘッド３３ａが固定され、センサヘッド３３ａに対して垂直方向にリニアスケール部３３ｂが固定されている。そして第一可動盤２７の側面の図示しないブラケットには、第一可動盤２７の位置を検出する位置検出マグネット３３ｃが固定され、前記リニアスケール部３３ｂが移動自在なように位置検出マグネット３３ｃの中心孔に挿通されている。また第二可動盤２８の側面の図示しないブラケットには、第二可動盤２８の位置を検出する位置検出マグネット３３ｄが固定され、同じく前記リニアスケール部３３ｂが移動自在に位置検出マグネット３３ｄの中心孔に挿通されている。

なお位置センサ３３の種類は、磁歪式の他、光学式、電波式等の種類を選ばず、エンコーダ等により、回転数（角度）を検出するものでもよい。また位置センサ３３は、第二可動盤２８にセンサヘッド３３ａを取り付けるようにしてもよい。また更に本実施形態では、１本の位置センサ３３により固定盤１７に対する第一可動盤２７および第二可動盤２８の距離の両方を検出するので制御的にもコスト的にも優位であるが、固定盤１７と第一可動盤２７との間、固定盤１７と第二可動盤２８との間、および第一可動盤２７と第二可動盤２８との間の少なくとも２個所に、２点間の距離を検出する位置センサを取付けてもよい。

次に位置センサ３３による固定盤１７に対する第一可動盤２７、および固定盤１７に対する第二可動盤２８の距離（型厚Ｔ）の検出、検出された距離を用いた演算、および画面表示について説明する。固定盤１７に対する第一可動盤２７の距離の検出、演算、表示については、まず最初に位置センサ３３の取付け時に、位置検出マグネット３３ｃによる検出値Ａ１（センサヘッド３３ａと位置検出マグネット３３ｃの距離）から、固定盤１７と第一可動盤２７の盤面間の実測値を減算して金型オフセット値Ｃ１を求め、制御装置５８に金型オフセット値Ｃ１の設定入力がされる。そして位置センサ３３の検出値Ａ１と型厚Ｔの関係は次の演算式により演算され、型厚Ｔは画面に表示される。

また位置センサ３３の検出値Ａ１と型厚Ｔと金型位置Ｂの関係は次の演算式で演算され、画面に表示される。

また第一可動盤２７に対する第二可動盤２８の距離Ｅの検出、演算、および画面表示については、次のように行われる。まず最初に型締シリンダ２９を下降限まで下降させる。そして位置センサ３３の取付け時に、位置センサ３３による位置検出マグネット３３ｄによる検出値Ａ２（センサヘッド３３ａと位置検出マグネット３３ｄの距離）から、位置検出マグネット３３ｃにより検出された検出値Ａ１を減算し、演算値Ｄを求める（Ａ１には金型オフセット値Ｃ１を含む）。
次に前記演算値Ｄから第一可動盤２７に対する第二可動盤２８の盤面間の実測値を減算して型締オフセット値Ｃ２が演算され設定入力される。そして位置センサ３３の検出値Ａ１，Ａ２を用いて、第一可動盤２７に対する第二可動盤２８の距離Ｅの関係は次の演算式で表わされる。

そして型締シリンダ２９の全ストロークをＬとするとき、型締位置Ｆについては、次の演算式で演算され、表示画面に表示される。

なお成形時の表示画面には、型厚調整後の型締シリンダ２９停止時の型締位置Ｆ１が０となるように補正された演算値が型締位置Ｆとして表示される。

次に成形金型について説明すると、図３に示されるように、固定金型２６はノズル２３が当接され射出される溶融樹脂が通過するスプルブッシュ６１、ゲートインサートブロック６２、固定鏡面板６３等を備えている。そしてゲートインサートブロック６２にはメスカッタが形成されている。また可動金型３２は、図示しない突出ピン、オスカッタ、エジェクタスリーブと、スタンパ６４の内周側を押える内周スタンパホルダ６５、スタンパ６４の外周側を押える外周スタンパホルダ６６、可動鏡面板６７等を備えている。そして型閉された際には前記外周スタンパホルダ６６の内孔に固定鏡面板６３の外周面が嵌合されて容積可変のキャビティ６８が形成されるようになっている。なおディスク基板成形金型としては、前記のものに限定されず、固定金型にスタンパが配設されたものでもよく、バネにより進退しディスク基板を形成する側面壁形成部が一方の金型に取付けられ、前記側面壁形成部の前面が他方の金型に当接してキャビティを形成するものでもよい。

次に射出装置１２について説明すると、図１、図２に示されるように、４本の枠部材１５における一方の２本の梁部材１６には、昇降移動をガイドするガイド部材７１等を介して射出装置１２が取付けられ、図示しないスクリュを内蔵する加熱筒２２およびノズル２３が下方に向けて取付けられている。また射出装置１２には射出モータ７５と計量モータ７８が取付けられている。

次に可動金型ディスク用射出成形機１１を用いたブルーレイディスク（登録商標）用のディスク基板（直径１２０ｍｍ、厚さ１．１ｍｍ、トラックピッチ０．３２μｍ：いずれの数値も許容成形誤差内のものを含む）の成形方法について図４、図５等により説明する。まず最初に成形金型が変更されると、型厚調整を行う。型厚調整は、サーボモータ３５を駆動させ型開閉機構のトグルリンク２１が完全に伸長させるまで可動盤２７を前進させる。この際に型締シリンダ２９は最後退位置まで後退させてあるので、トグルリンク２１が完全に伸長されても固定金型２６と可動金型３２はまだ当接されない。そしてトグルリンク２１が完全に伸長されると次にサーボバルブ４７等を制御して型締シリンダ２９を作動させ、固定盤１７に向けて第一可動盤２７を低速で前進させる。そして図４（ａ）に示されるように、固定金型２６と可動金型３２のパーティング面が当接され、それ以上可動金型３２が前進不可能となった際の、固定盤１７と第一可動盤２７との距離が位置センサ３３により検出され、制御装置５８により型厚Ｔが演算され、設定・記憶される。同時に金型位置Ｂも位置センサ３３の検出値Ａ１から演算され、型当接時の値が０となるように補正され、画面表示される。なお型厚Ｔは自動設定されるようにしてもよく表示された検出値を手入力してもよい。

また同時に固定盤１７に対する第二可動盤２８の距離が位置センサ３３により検出値Ａ２として検出され、前記検出値Ａ１、検出値Ａ２を用いて、第一可動盤２７と第二可動盤２８の距離Ｅが演算される。そして型当接時の型締シリンダ２９の全ストロークＬから前記距離Ｅを減算して型締位置Ｆが演算される。但し、型締位置Ｆは、型当接時の型締シリンダ２９停止時の型締位置Ｆ１が０となるよう補正され、型締位置Ｆ１に対する増減値が型締位置Ｆとして表示される。以上で型厚調整は完了する。なお検出値および演算値は、第一可動金型２７等の昇降方向のいずれか一方が正とし他方を負としてもよく、０点の位置も適宜設定してもよい。

成形については、本実施形態では、射出成形の一分野であって、射出時の射出圧により可動金型３２が僅かに後退しその後圧縮を加える射出圧縮成形によりディスク基板成形を行う。制御装置５８から型閉信号が送信されることにより型開閉機構の型開閉用サーボモータ３５が作動されボールネジ３６が回転されると、ボールネジナット４０およびクロスヘッド３４の上昇とともにトグルリンク２１が伸長される。そしてエンコーダ３５ａにより、型閉位置までトグルリンク２１が伸長されたことが検出されると、型開閉用サーボモータ３５を停止させサーボロック（位置保持）し、固定金型２６と可動金型３２の間のパーティング面同士が当接してキャビティ６８が形成され型閉が完了する。型閉位置におけるトグルリンク２１の状態は、トグルリンク２１が完全に一直線に伸長される直前であってトグルリンク２１が僅かに内側に屈曲された状態である。また型閉の際に、型締シリンダ２９のラム３１の位置（型締位置Ｆ）は、型厚調整時に記憶された型締位置Ｆ１となるように、クローズドループ制御され位置保持されている。そしてディスク用射出成形機１１の表示画面には、型締位置Ｆ（第一可動盤２７に対する第二可動盤２８の距離）が０となるように表示される。またこの際、型開側油室５０と型締側油室５１の両方の油室に一定以上の圧力が封じ込められ、型締力は一例として１０〜１００ｋＮと比較的低圧となっている。

そして次に前回の成形時から固定金型２６に常時ノズルタッチしている射出装置１２のノズル２３から３４０〜３８０℃、射出速度１００〜４００ｍｍ／ｓｅｃ、射出圧力１０〜６０ＭＰａのポリカーボネートの溶融樹脂をキャビティ６８内に射出する。この際に型閉位置に保持されていた第一可動盤２７は射出圧により、僅かに後退する。しかし前記可動金型３２等の後退分は、型締シリンダ２９のストロークによりほとんど吸収され距離Ｂおよび距離Ｆの値が小さくなる。従って第二可動盤２８は後退せずトグルリンク２１は伸長した状態のままであるので、サーボモータ３５に大きな負荷がかかることはない。

次に射出開始から僅かに遅れて射出装置１２のスクリュが所定位置に前進したことが検出されると、制御装置５８から切換バルブ４６に対して信号が送られ、カートリッジバルブ４４が開放され、アキュームレータ５５に蓄圧された油とポンプ４１からの油がサーボバルブ４７を介して型締シリンダ２９の型締側油室５１に向けて送油される。そして型開側油室５０の油はサーボバルブ４７を介してドレンに落とされる。この際アキュームレータ５５を用いることにより、０．０３〜０．０７秒で型締シリンダ２９の圧力センサ５３の値（または圧力センサ５３と圧力センサ５２の差圧）が所定の設定値の１６〜１９ＭＰａとなるまで昇圧可能となる。そのため型締シリンダ２９のラム３１は射出圧に打勝って高速で前進され、同時に可動金型３２の鏡面板６７が、図３において一点鎖線で示される位置まで前進される。よってキャビティ６８内の溶融樹脂を急速に圧縮と延展させ良好な転写成形ができる。またラム３１によりキャビティ６８内の溶融樹脂に対して直接圧縮制御を行うことができるので、第一可動盤２７が反ることがなく、ラム３１の形状および断面積を選択することにより、最良の押圧面積を選択できる。なお本実施形態では水平方向に形成されたキャビティ６８に溶融樹脂が延展されるので重力の影響により不均一なディスクが成形されることがない。

そして型締シリンダ２９の圧力が前記所定の設定値に到達したことが圧力センサ５３（または圧力センサ５２，５３の差圧）により検出されると、その後は圧力センサ５２，５３の差圧を検出しサーボバルブ４７をクローズドループ制御する圧縮制御（多段圧力フィードバック制御）がなされる。この際に型締シリンダ２９により発生する型締力の最高値は、３００〜７００ｋＮであり、溶融樹脂に対する面圧としては２６ＭＰａ〜６２ＭＰａ程度である。またこの際、射出力に打勝つ形でラム３１が前進されることにより型締力が上昇される。その結果、図４（ｂ）に示されるように、タイバ１９が伸長され固定盤１７と受圧盤１８の距離が拡大するが、本実施形態では、受圧盤１８が固定されており、固定盤１７が上方に伸長する。またこの際、位置センサ３３により検出された値から演算され画面表示される金型位置Ｂは、溶融樹脂によりキャビティの厚みが増している分だけ僅かに大きな値となる。一方位置センサ３３により検出された値から演算され画面表示される型締位置Ｆは、ラム３１の前進分だけ大きな値となる。本実施形態では、射出成形サイクル時の固定盤１７に対する第一可動盤２７の金型位置Ｂや型締位置Ｆが位置センサ３３の検出値を用いて正確に演算され、表示ができるので、成形時の可動金型３２や型締シリンダ２９の挙動や両者の関係等が正確に把握することができる。

上記のように射出圧縮制御時に急速に型締圧力を上昇させるためには、トグルリンクとサーボモータのみを用いた型締機構で行うよりも、サーボバルブ４７によって制御される型締シリンダ２９で昇圧を行う方が、短い時間で所望の型締力またはキャビティ内圧が得られる。その結果、キャビティ６８内で良好な転写成形ができるのでディスク基板には望ましい。そしてキャビティ６８内の圧縮とともに射出装置１２側は保圧を行う。また保圧中に可動金型３２のオスカッタが前進してゲートカットが行われる。

キャビティ６８内の溶融樹脂の冷却時間が終了すると型締シリンダ２９の圧抜が行われる。なお本実施形態では冷却時間が終了する際の金型位置Ｂは、射出前のパーティング面が当接された際の金型位置Ｂよりも、成形品であるディスクの厚みにより拡大した値となっている。圧抜は、型締シリンダ２９を圧力制御して可動盤２０が自重で下降しない最低型締圧力に低下させる。それと前後して固定金型２６および可動金型３２から離型エアが噴出される。そして型開閉用サーボモータ３５の駆動によりトグルリンク２１が作動され、型開が行われる。従って型締力がほとんど発生していない状態でトグルリンク２１を作動させるので、リンクに大きな負荷がかからない。この際の型締シリンダ２９の減圧時間の可変制御とサーボモータ３５による可動金型３２の後退時の所定速度までの加速時間または加速度の可変制御をできるようにしておく。このことにより成形されるディスク基板のチルトや離型モヤの修正が可能となる。そして成形されたディスク基板は可動金型３２側に取出される。

そして型開閉機構のサーボモータ３５により可動盤２０等が型開完了位置へ向けて異動されるが、また型開中に同時に型締シリンダ２９のラム３１の型締位置Ｆは、位置センサ３３の検出値を用いた位置制御により当初の型締位置Ｆ１に戻される。そしてトグルリンク２１の屈曲により可動盤２０等が型開完了位置に到達すると、サーボロックされ、可動盤２０の位置は位置保持される。その後型開完了位置でディスク基板は、エジェクタスリーブおよび突出ピンにより可動金型３２から突き出されるとともに、図示しない取出ロボットにより取出される。従って常に安定した取出位置でディスク基板を取出すことができる。

本発明については、上記した本実施形態のものに限定されず、当業者が本発明の趣旨を踏まえて変更を加えたものについても、適用されることは言うまでもないことである。ディスク用射出成形機１１は設置面積の点やキャビティ６８内の溶融樹脂が重力の影響を受けずに均一なディスク基板を成形する上で有利であるが、水平方向に可動盤および可動金型が移動する横型ディスク成形機に本発明を用いても良い。また本実施形態では、下方に向けて射出装置が設けられた縦型ディスク用射出成形機について説明したが、射出装置の向きは加熱筒が水平方向に設けられ、ノズルが直角方向に屈曲して下方に向けて設けられたものや水平方向にノズルが設けられ金型内でキャビティへ導かれるものでもよい。更には下方に射出装置が設けられ、上方に型締装置が設けられたものでもよい。

またサーボモータによって駆動される型開閉機構としては、ボールネジとボールナットの組合せによりトグルリンクを用いずに型開閉するもの、クランク機構を用いるもの、リニア直動機構を用いるものなど他の方式であってもよい。また型締シリンダは両ロッド型のものを用いてもよい。

また本実施形態ではブルーレイディスク用のディスク基板の成形について記載したが他のディスク基板、光学製品、圧縮成形に適する薄板等の成形品の成形にも用いることができる。そしてトグルリンクで型閉した際に成形されるディスク基板の板厚以上に固定金型と可動金型の間隔が僅かに開いた状態でキャビティを形成し、溶融樹脂を射出後に型締シリンダにより可動金型を前進させてキャビティ内の溶融樹脂を圧縮する射出圧縮成形の一分野である射出プレスについても、本発明に使用することができる。射出プレスによる成形は、特に厚さが薄いＤＶＤ用のディスク基板、導光板等の成形に特に好適に用いられる。射出プレス成形では停止位置から可動金型を前進させるので、通常のトグルリンク機構のみの場合、トグルリンクが屈曲した状態からトグルリンクを伸長させる必要がありサーボモータに大きな負荷がかかる。しかし本発明ではトグルリンクが伸長している状態から型締シリンダを前進させるので、サーボモータの負荷が少ない。また射出と型締側の圧縮制御の関係は、射出と同時に可動金型を圧縮開始するもの、射出中に圧縮制御を開始するもの、射出後に圧縮制御を開始するものなど各種のタイミングのものが含まれる。

本実施形態のディスク用射出成形機の正面図であって型開時の状態を示す図である。 本実施形態のディスク用射出成形機の正面図であって型閉時の状態を示す図である。 本実施形態のディスク用射出成形機の要部の拡大断面図である。 本実施形態のディスク用射出成形機の作動を示す図である。 本実施形態のディスク用射出成形機の型開閉機構と型締機構の制御を示すタイムチャート図である。

符号の説明

１１ ディスク用射出成形機
１３ 型締装置
１７ 固定盤
２０ 可動盤
２１ トグルリンク
２６ 固定金型
２７ 第一可動盤
２８ 第二可動盤
２９ 型締シリンダ
３１ ラム
３２ 可動金型
３５ 型開閉用サーボモータ
Ａ１ 第一位置検出マグネットによる検出値
Ａ２ 第二位置検出マグネットによる検出値
Ｂ 金型位置
Ｃ１ 金型オフセット値
Ｃ２ 型締オフセット値
Ｅ 第一可動盤２７および第二可動盤２８の間の距離
Ｆ 型締位置

Claims (4)

1. 固定金型と可動金型の間に形成されるキャビティ内に溶融樹脂を射出して成形を行う射出成形機において、
   可動盤には互いの距離が変更可能な第一可動盤と第二可動盤が配設され、
   固定盤に対する第一可動盤および固定盤に対する第二可動盤の距離がそれぞれセンサにより測定可能に設けられていることを特徴とする射出成形機。
2. 固定盤に対する第一可動盤および固定盤に対する第二可動盤の距離の両方を測定可能なセンサが配設されることを特徴とする請求項１に記載の射出成形機。
3. 前記第一可動盤と第二可動盤の間は型締シリンダにより距離が変更可能であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の射出成形機。
4. 固定金型と可動金型の間に形成されるキャビティ内に溶融樹脂を射出して成形を行う射出成形方法において、
   可動盤には互いの距離が変更可能な第一可動盤と第二可動盤が配設され、
   固定盤に対する第一可動盤の距離および固定盤に対する第二可動盤の距離がそれぞれセンサにより検出され制御されることを特徴とする射出成形方法。

Images