JP5114618B2 - 射出圧縮成形用金型装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば導光板等の薄板状成形品を射出圧縮成形する射出圧縮成形用金型装置に関し、より具体的には、薄板状キャビティの側面を画成する寄せ駒のスライド機構に特徴を有する射出圧縮成形用金型装置に関する。

薄板状の成形品、特に導光板等の薄板成形品は、図３の金型装置に類似する射出圧縮成形用金型装置を使用して射出圧縮成形される。したがって、図３は、参考用の図面に過ぎないが、図中、図（ａ）はその金型の型開き状態を、図（ｂ）は型閉じ後射出が開始された直後の状態を、図（ｃ）は圧縮が行われた状態を、そして、図（ｄ）は型開き後成形品が離型された直後の状態を示す。

その金型装置は、通常の金型と同様に固定金型２と可動金型３の間に薄板状のキャビティ４を形成する。そして、そのキャビティの可動側の平板面が平面駒３０によって、また、その側面がゲート駒３１と寄せ駒３２とによって画成される。平面駒３０や寄せ駒３２の表面には、図示省略されているが、鏡面又は微細凹凸面のパターンが形成されている。そして、キャビティ４に面する固定金型２側平面にも、必要に応じて同様なパターンが形成されている。また、ゲート駒３１にはファンゲート３１ａが形成されている。そのような金型装置は、図（ａ）のように、型締装置の固定側プラテン５と可動側プラテン６に固定されて、可動側プラテン６の型開閉動作によって型閉じされ型開きされる。

より詳細には、可動金型３には、平面駒３０が固定型として配置され、その平面駒を囲んで枠部材３３が流体シリンダ３４によって型開閉方向にスライドされる。そして、その枠部材３３の上に、ゲート駒３１が固定され、寄せ駒３２が適宜のスライド機構によってその平面駒３０の側面に離接する。寄せ駒３２は、３面分用意されて、残り１面のゲート駒３１とともにキャビティ４の側面を構成する。部材３５は、ファンゲート部分を押し出すエジェクタである。一方、固定金型２には、可塑化された成形樹脂材料が充満するホットランナ７とその先端の図示省略されたホットランナノズルとそのノズルに連通するスプル孔８とが設けられて、射出時に射出装置９が供給した樹脂材料を通過させてキャビティ４に充填する。

上記のような射出圧縮成形用金型を使用して、射出成形機はつぎのように射出圧縮成形を行う。すなわち、その成形機は、その型締装置の可動側プラテン６を閉じて金型の型閉じを完了する際に、型閉じ動作とともに寄せ駒３２を枠部材３３上でスライドさせて平面駒３０の側面に当接させる（図ａから図ｂ）。そして、成形機は、型閉じした金型のキャビティ４の中に射出装置９によって樹脂材料を充填し（図ｂ）、その直後から型締めするするとともに寄せ駒３２を平面駒３０の側面に沿って移動させてキャビティ４をその厚さ方向に圧縮する（図ｃ）。このとき、図（ｂ）から図（ｃ）の変化が示すように、型締装置が型締めするとともに金型装置が枠部材３３を図示の隙間Ｃ１とＣ２の差分の距離だけ移動させて、キャビティ４を圧縮する。この圧縮によって、樹脂材料は、寸法的に正確で、かつ物性的に均一な薄板状の成形品６０に成形される。そして、その成形品の表面に平面駒３０や寄せ駒３２の表面パターンが転写される。このとき、寄せ駒３２が平面駒３０に樹脂材料の充填圧力以上の押圧力で当接して、両者の間でバリが発生することが防止される。その後、図（ｄ）のように型開きが行われるとともに寄せ駒３２が成形品６０から離間して、成形品６０がエジェクタ３５によって突き出される。

この寄せ駒をスライドさせる従来のスライド機構は、楔作用を利用するものが一般的である。すなわち、固定金型側の楔斜面と可動金型側の楔斜面を互いに摺接させながら型開閉方向に相対移動させて寄せ駒を平面駒に離接させるものである。その構成では、寄せ駒のスライド動作が型開閉の金型間の距離に対応して決まるが、型開閉動作のタイミングと寄せ駒の離接タイミングを意図的にずらすことは厳密な意味ではできない。

この種の射出圧縮成形用金型は、例えば本願発明人が出願した特許出願特願２００７−１７５２１０号公報に記載されている（特許文献１）。その出願の金型は、導光板等の薄板状成形品を成形する金型であって、圧縮成形後の型開きから成形品取り出しまでの動作における、成形品の取り出しの安定性や信頼性を改良したものである。その金型装置では、スライドする寄せ駒に相当する入光面形成部材（文献図では第１部材５３と第２部材５４とから成る。）を、平面駒に相当するコア（文献図では２５）に当て付ける動作、すなわち当接する動作が行われる。

この金型では、寄せ駒を平面駒に当接する動作が、従来の楔作用によらず、流体シリンダ（文献図では油圧シリンダ５５）によって行われる。それは、寄せ駒を平面駒に離接させるタイミングを、型開閉動作開始のタイミングや完了のタイミングからずらすためである。そうすることによって、例えば寄せ駒を当接させたまま型開きを開始することを可能にして、成形品の品質を落とすことなく成形サイクル時間を短縮することができる。すなわち、型開きを可能な限り速めに行って薄板状成形品の冷却固化を促進する一方で成形品側面の離型を少しでも遅らせて、成形サイクルの短縮に努めるとともに成形品側面の入光面を確実に成形する。そうすることによって、型開き後成形品が平面駒から剥離して落下することも防止する。薄板状成形品にあっては、その外周から剥離しやすいからである。また、型閉じの瞬間に寄せ駒がスライドして固定金型とこすれあうことも防止する。以上は、それぞれが些細なことであるが、この種の成形品の生産数が膨大であることから、僅かであっても充分に効果がある。また、先に寄せ駒を当接させてから型閉じを完了する成形も可能にして、不完全な型閉じ状態から充填を開始してもバリが生じないようにすることもできる。これは、板状成形品の圧縮をより効果的にする成形方法である。

ところが、この特許文献１の金型は、つぎのような問題点を孕んでいた。それは、寄せ駒と平面駒の間に掛けられる押圧力が流体シリンダの推力によっているので、その押圧力が常時充填圧力以上になることである。その結果、それら部材がキャビティ圧縮の際に相対移動するときに双方の摺接面が摩耗しやすくなり、結果バリ発生の新たな原因となったのである。

そこで、本発明人は、寄せ駒のスライド動作を従来の楔作用を利用して行うことを再評価すべきと考えて、楔作用によって寄せ駒を移動させる射出圧縮成形用金型装置の先行技術を調査したが、射出圧縮成形に適するものは発見されなかった。ただし、発見されたものが本発明の構成と対比されるべき技術を含むもことから、それらを以下に引用する。

その一つの特許文献は、特開昭６３−２７０１１５号公報（特許文献２）で開示された通常成形の金型である。その文献の金型は、成形品の側面に孔等を形成するためのものである。その金型は、パーティング面に沿って進退してコア型（文献図では図示省略されているが、コア型と仮定した。）の側面に当接する摺動部材（文献図では摺動型１６）と、それに対して楔力を作用させる楔部材（同図では被動ブロック７と押さえブロック９）とをユニットとして可動金型に備える。そして、その金型は、押さえブロックをパーティング面から外方に押し出すようにばね力を付勢するばね（同図では拡張ばね１０）と被動ブロックをコア型から離間させるようにばね力を付勢するばね（同図では拡張ばね８）とを含んでいる。また、その押さえブロックの外端面をパーティング面に一致した高さ位置に調節するための調整ねじ（同図では調整ねじ２１）が、支承ブロック（同図では２）にねじ込み量を調整可能に取り付けられる。押さえブロックが外方に押し出される距離は、押さえブロックの鍔（同図では１１）と支承ブロックの内縁部（同図では１２）との当接によって所定距離に限定される。この金型では、型閉じの際の摺動部材の移動が楔作用によって行われるので、押さえブロックが固定金型に当接してパーティング面に同一面に押し込まれたときに、摺動部材がコア型に当接する位置にスライドする。

この文献では、特にその摺動部材とその被動ブロックがそれらを連結する部材（同図では取付台座６と締付金１７）を介して一体化されるとともに、型閉じの際に被動ブロックと押さえブロックが楔斜面（同図では対応面７ａと９ａ）を介して当接する。それで、その摺動部材の移動代は、上記の部材の長さと楔斜面の角度に従って押さえブロックの押し込み代に一対一に対応して調整の余地はない。また、摺動部材がコア型を押圧する押圧力が、押さえブロックが固定金型に固定的に当接したときの位置関係によって決まることから、力の釣り合いが静的であり動的な摩擦力が影響することはない。したがって、最初に金型を型締装置にセットしたときに、摺動部材とコア型とが正確に当接することを確認する作業は重要である。

この文献の金型は、その確認手段として、摺動部材とコア型の当接状態を、実際に型閉じしなくても可動金型側だけで確認できる手段を開示している。すなわち、本特許文献は、調整ねじの支承ブロックに対するねじ込み量を調整することによって、型閉じされたときの押さえブロックの位置を再現して、そのときの摺動型の位置をスライド完了位置として確認できる装置を提唱している。

また、特許３１３６９３９（特許文献３）号公報で別の金型が開示されている。その文献の金型は、軽金属材料成形の鋳造金型であるが、成形品の側面を画成する寄せ駒（スライドコア）に相当する寄型（同図では部材４、１７、１５）を上型（同図では部材１３）に備え、それらの寄せ駒同士の間に隙間が生じることを防止するものである。

その特徴とするところは、楔としての下型側に固定された位置決めプレート（同図では部材１２）とそれに対する上型側の楔（スライト゛キー１５）との間で楔作用を奏させる際に、その上型側の楔をスプリング（１６）のばね力で押し込んでその楔作用をできるだけ働かせることである。もちろん、この構成では、その寄型とその下型とはその寄せ方向では当接することはない。したがって、その寄型は、たとえ下型３に熱伸びがあってもそれに干渉せず、寄型同士がお互いに当接するまで寄せられてそれら間に隙間が発生することはない。この文献特許は、寄型同士をとにかく当接させることだけを目的としたものであるから本願発明の目的と異なるが、上型の楔をスプリングのばね力で型開閉方向に押し込む構成を開示していることから、従来技術としてここに引用される。

特願２００７−１７５２１０号公報 特開昭６３−２７０１１５号公報 特許３１３６９３９公報

しかしながら、特許文献２の金型装置は、一般的な金型であるために、つぎのような現象があってもそれを解決することはない。まず、その金型装置では、摺動部材の移動代が上記のような押さえブロックの押し込み代に一対一に対応して融通性がない。それで、その構成部材自体やその周りで熱膨張が生じると、摺動型がコア型に完全に当接しなかったり、逆にそれらの部材間で過大な押圧力が働いたりする。また、上記のように摺動型のスライド動作が型開閉動作に一対一に対応するので、摺動型のスライド動作と型開閉動作との間で微妙なタイミングのずれを与えることはできない。また、この金型では、射出圧縮成形用金型のように寄せ駒とそれが当接するコア型側面とを型閉じ後に相対移動させないために、摺動部材とコア型の間で働く押接力をできるだけ小さくする必要性がない。それで、押さえブロックを押し込む力は、上記のように固定金型面との当接位置関係と部材寸法によって単純に決まるだけで特に低減される必要性はない。そのことは、押さえブロック側の拡張ばねが、押さえブロックを外方に付勢して被動ブロックをコア型から離間させるだけのものであることからも明らかである。

また、特許文献３の金型も、射出圧縮成形用金型でないことから、つぎのような現象があってもそれを解決することはない。その現象とは、上型と下型のそれぞれ別金型の傾斜面間で楔作用が奏されるとともにその上型の楔がスプリングによって適宜に押し込まれるために、寄型の寄り量を上型と下型の相対距離に対して厳密にかつ正確に対応させることが困難であり、その結果、楔作用による動作と寄型が動く動作の対応にばらつきが発生することである。そのため、この構成では、その寄型とその下型とをその寄せ方向で当接させないようにする適宜の隙間を用意してそのばらつきを補っている。また、この金型では、楔作用が働くタイミングと寄型が動くタイミングの間に一定のタイムラグを安定に持たせることもできない。そのうえ、この構成では、型開きにより上下の楔が離れたときにばねを含む上型の楔が脱落することなく案内されるように、楔が図示のように軸受部材等によって保持されなければならない。

そこで、本発明は、上記の現象を総合的に精密かつ安定に解決するものであって、型閉じのときには、金型に熱伸びが生じてもそのキャビティの寄せ駒と平面駒とを無理なく当接させるように、また、その当接面に掛かる押圧力を常時過大にしなくても大きな充填圧力が掛かったときににみそれに対抗できるようにする一方、型閉じ完了間際や型開き開始直後には、その寄せ駒の平面駒に対するスライド動作に一定のタイムラグを持たせることができる金型装置を提案することを目的とする。また、本発明は、上記の作用効果を実現する構成部材をシンプルにまとめてユニット化した金型装置を提案する。

上記の課題を解決するための本発明の射出圧縮成形用金型装置は、固定金型と可動金型との間に形成される薄板状キャビティの、可動側の平板面と側面とを平面駒と寄せ駒とによって画成して、型開閉の際にその寄せ駒をその平面駒の側面に離接させ、圧縮成形の際にその寄せ駒をその平面駒の側面に沿って相対的に移動させてそのキャビティを圧縮する射出圧縮成形用金型装置において、前記可動金型に、前記寄せ駒と一体化されるとともに背面に傾斜側面を有したスライドコアと、そのスライドコアの傾斜側面に常に摺接する傾斜側面と型開閉方向に直角の上端面とを有するとともに型開閉の際にその型開閉方向に所定距離離だけ移動する楔部材と、そのスライドコアを前記キャビティから離間させる方向にばね力を付勢する離間用ばねとを備え、前記固定金型に、型開閉の際にその型開閉方向に所定距離離だけ移動し型閉じの際に前記楔部材の前記上端面をその端面に平行な押し付け端面で押圧する押し付け部材と、その押し付け部材に前記押圧のためのばね力を付勢する押し付け用ばねとを備えて、型開き直後では、前記押し付け部材が前記楔部材を押し込んだまま前記寄せ駒を前記平面駒側面に当接させた状態で型開きを行い、その後さらに型開きしたときに始めて前記離間用ばねがその楔部材を押し出してその寄せ駒をその平面駒側面から離間させる一方、型閉じ完了直前には、前記押し付け部材が前記楔部材を押し込んだまま前記寄せ駒を前記平面駒側面に当接させた状態で型閉じ完了する金型装置である。

また、本発明の射出圧縮成形用金型装置は、上記の金型装置の前記可動金型に、前記スライドコアと前記楔部材とを収容する収容空間を備えた楔案内部材を備え、その楔部材がその側面に肩部分を形成しその収容空間がその壁面にその肩部分に当接する段差部分を形成して、その肩部分とその段差部分の当接によってその楔部材の押し出される距離を前記所定距離に限定する一方、そのスライドコアとその楔部材とその楔案内部材とを、そのスライドコアに結合した連結ボルトと、その連結ボルトのボルト頭とその楔案内部材の間に係止された前記離間用ばねと、によって連接した寄せ駒ユニットを備え、上記の金型装置の前記固定金型に、前記押し付け部材と前記押し付け用ばねとをシリンダ状ブロックに収容した押し付けユニットを備えた金型装置である。

本発明の射出圧縮成形用金型装置（以下、単に金型装置とする。）によれば、押し付け部材が押し付け用ばねによって予圧されて後退可能であるとともに楔部材とスライドコアとがお互いに傾斜側面で常に摺接したままスライドすることから、樹脂材料の充填圧力によって寄せ駒が押圧されるときにスライドコアや楔部材が押し戻されようとして充填圧力に対する摩擦力が対抗して発生する。そのため、寄せ駒と平面駒の間に掛ける押圧力を、常時は樹脂充填圧力ほどに大きくしなくても、樹脂充填圧力が寄せ駒に掛かるときにその摩擦力を利用してその樹脂充填圧力に対抗させることができる。また、本発明の金型装置によれば、型閉じした際に押し付け部材が押し付け用ばねによって楔部材をできるだけ押し込むので、金型に熱伸びが生じても寄せ駒が平面駒に当接するまで前進してそれら部材の間に隙間を発生させることはない。したがって、樹脂充填の際に寄せ駒と平面駒の間に成形樹脂が入り込んでバリが発生することが確実に回避される一方、圧縮の際に寄せ駒と平面駒の当接面同士が摩耗することが抑えられる。

また、型閉じ完了直前あるいは型開き開始直後に、押し付け部材がその押し付けばねの予圧によって楔部材を先に押し込んでスライドコアを先に前進させるために、寄せ駒の平面駒に対する当て付け動作を型開閉動作に対して一定のタイムラグを持たせた状態で行うことができる。すなわち、型閉じ完了直前にその押し付け部材によってその楔部材を先に押し込んで、そのスライドコアの前進を先に完了させることができる。また、型開き直後にその押し付け部材によってその楔部材を押し込んだままにして、その寄せ駒の後退を遅らせることもできる。このとき、楔部材の上端面と押し付け部材の押し付け端面とがそれぞれ型開閉方向と直角な面に形成され、かつパーティング面からの出代が所定距離に正確に保たれるために、安定したタイミングで当接が開始されてそのタイムラグがばらつくことがない。

そのうえ、本発明の他の実施態様に係る金型装置によれば、その楔部材が、その楔案内部材とそのスライドコアとの間に連結ボルトと離間用ばねとを介して連接した状態でその楔案内部材に収容されて、それらの構成部材が簡単な部材のままでシンプルにユニット化される。そして、その楔部材のスライド代が所定距離に限定されることが、その寄せ駒ユニットの簡単な段部構成によって実現される。また、寄せ駒（スライドコア）が楔部材の傾斜側面によって常に当接した状態で楔案内部材との間で押さえ付けられることから、そのスライドコアは、特に軸受を介在させなくてもシンプルな摺接面を介して取り付けられて、型開きのときにその取り付け状態が不安定になることもない。このことは、特にスライドコアが小型の部材にならざるを得ない薄肉平板の成形金型に好都合である。また、その楔部材が寄せ駒ユニットの中でスライドコアに常に摺接した状態でばねによって外方に押し出される方向に付勢されるように構成されるので、型閉じ完了時に寄せ駒が平面駒に当接した状態は、楔部材の上端部をパーティング面に同一面になるように押さえる操作だけで再現でき、実際に型閉じしなくても可動金型の上だけで確認できる。

本発明の金型装置は、図３として既述された構成を基本にする。すなわち、金型装置は、固定金型２と可動金型３と、それらの間に形成される薄板状キャビティ４とを含み、そのキャビティの可動側を平面駒３０と寄せ駒３２及びゲート駒３１とによって画成する。寄せ駒３２は、型開閉方向に相対移動する枠部材３３とともに平面駒３０の側面に沿ってスライドする一方、つぎに説明されるスライド機構によってその平面駒３０の側面に離接する。固定金型２のホットランナ７とホットランナノズル（図示省略）とスプル孔８、そしてファンゲート３１ａは、射出装置９から供給された樹脂材料をキャビティ４に導く。しかして、型締装置は、図（ｂ）のように、型閉じの際に寄せ駒３２を平面駒３０の側面に当接させた状態で固定金型に当接させてキャビティ４を画成し、射出後にその寄せ駒とその平面駒とを型開閉方向に相対的に移動させるとともに型締めしてキャビティ４を図（ｃ）のように圧縮する。その後、図（ｄ）のように、成形品６０がファンゲートとともにエジェクタ３５によって突き出されて平面駒３０やゲート駒３１から離型する。

以上の金型装置において、寄せ駒を型開閉動作の際に平面駒に対してスライドさせるスライド機構は、図１の拡大図にて示される。図中、図（ａ）が型開き中の、図（ｂ）が型閉じ後の、寄せ駒とそれに関連する部材の関係を示している。

まず、可動金型３において、寄せ駒３２は、楔部材４１と離間用ばね４２とともに平面駒３０を囲む枠部材３３の上面に配置される。ここで、寄せ駒３２は、本実施例でスライドコアと一体であることから、スライドコアとして注目されるべきときにはスライドコア３２とも表記される。そして、スライドコア３２は、その背面に傾斜側面３２ａを有するとともにその底面に枠部材３３に摺接する平坦面を有する。楔部材４１は、スライドコア３２の傾斜側面３２ａに常に摺接する傾斜側面４１ａと型開閉方向に直角の上端面４１ｂを有する楔形状に形成されて、型開閉方向に所定距離離だけ移動可能に設けられる。傾斜側面３２ａ、４１ａが型開閉方向となす角度θは楔角度である。離間用ばね４２は、スライドコア３２をキャビティ４から離間、すなわち平面駒３０から離間させる方向に付勢して楔部材４１を押圧するものである。その離間用ばねは、そのような機能を奏する限りどのように組み込まれても良い。なお、寄せ駒３２が平面駒３０に向かって接近する動作／離間する動作は、以下において前進動作／後退動作とも称される。

楔部材４１を所定距離離だけ移動可能にする構成は、スライドコア３２と楔部材４１とを収容する収容空間を凹形状の側面として備えた楔案内部材４３を枠部材３３上に用意して、その収容空間と楔部材４１側面とをつぎのように関係付けたものである。すなわち、その構成は、楔部材４１の楔案内部材４３に接する側面に肩部分４１ｃを形成するとともに楔案内部材４３にその肩部分に当接する段４３ａを形成して、型閉じ状態では図（ｂ）のように肩部分４１ｃと段４３ａとの間に隙間が空くように、また型開き状態では図（ａ）のようにそれらが当接するようにしたものである。そのような構成によって、楔部材４１がパーティング面から外方に押し出される距離Ｈ（出代Ｈ）は、肩部分４１ｃが段４３ａに当接するまでの所定距離離に限定される。もちろん、楔部材４１と枠部材３３の間には、楔部材４１がパーティング面からさらに押し込まれ得る隙間が用意されている。それは、楔部材４１が出代を有することと協働して、寄せ駒３２を平面駒３０に当接するまでスライドさせるためである。したがって、熱膨張によって寄せ駒３２の平面駒３０に当接するまでのスライド代が伸びた場合でも、寄せ駒３２はその分さらにスライドすることができる。

また、離間用ばね４２のばね力をスライドコア３２に作用させる構成は、つぎのとおりである。まず、スライドコア３２の傾斜側面３２ａ側に雌ねじ穴を形成し、楔部材４１に透孔を形成し、そして、楔案内部材４３に段付き穴を形成しておく。つぎに、ボルト４４をスライドコア３２に段付き穴側からねじ込んで固定して、そのボルトの軸部をその段付き孔の小径部分に配置し、その頭部分４４ａをその段付き穴の大径部分に配置する。その際、圧縮コイルばねとしての離間用ばね４２をそのボルト頭４４ａと段付き穴の段部との間に装着して、そのボルトのねじ込み代を調整して圧縮コイルばねを予圧しておく。このように構成することによって、楔部材４１は、スライドコア３２と楔案内部材４３の間に挟まれた状態で離間用ばね４２によって押圧されて、型開閉方向に押し出されようとする逆の楔作用を受ける。

この図で、楔案内部材４３は、パーティング面に面する大部分の型板４５とは別体に構成されて、枠部材３３にボルト４６によって固定される。この構成は、シンプルで無理がない。しかし、楔案内部材４３を有しない構成も実施可能である。例えば、その図示が省略されるが、楔案内部材４３に相当する部分の大部分を上記の型板４５の一部として一体に形成し、楔案内部材４３の小径段付き穴部分周りの部分をスリーブ状のスペーサ部材として個別に形成して、そのスペーサ部材をその型板に形成された段付き装着孔に挿入する構成であっても良い。この場合、その装着孔の大径穴にそのスリーブ状部材が挿入され、その小径穴にボルト頭と圧縮ばねが挿入される。圧縮コイルばね４２はそのスペーサ部材とボルト頭４４ａとの間に組み込まれる。このように、圧縮コイルばね４２を組み込む態様は、そのばねがスライドコア３２をキャビティから離すようにばね力を付勢するものである限り、いろいろなものが考えられる。

一方、固定金型２には、型閉じの際に楔部材４１を押し込む押し付け部材５１とその押し付け部材に押圧力を付勢する押し付け用ばね５２とが備えられる。押し付け部材５１は、例えば、フランジ部分とロッド部分とから成る段付き丸棒として形成される。押し付け部材５１のロッド先端は、楔部材４１に対する押し付け端面５１ａとして型開閉方向に直角の端面に形成される。そして、その押し付け部材は、押し付け用ばね５２の予圧によってそのフランジ部で可動側に向けて押圧されるときに所定距離Ｌだけパーティング面より突き出るように、また、型閉じ完了したときに楔部材４１に押し返されてパーティング面と同一面になるように構成される。それで、押し付け部材５１の押し付け端面５１ａは、充分に型開きしたときには楔部材４１と離れてパーティング面より突き出る一方、型閉じ完了したときには楔部材４１に押し返されてパーティング面と同一面になる。

このように、楔部材４１の上端面４１ａと押し付け部材５１の押し付け端面５１ａがそれぞれ型開閉方向に直角に形成されてお互いに平行であり、かつ、楔部材４１と押し付け部材５１の出代がそれぞれ所定距離ＨとＬとに正確に限定されていることは、楔部材４１と押し付け部材５１が最初に当接してお互いに楔力を作用し始めるタイミングを金型間の距離に厳密に正確に対応させて、その型開閉動作とスライドコア３２のスライド動作をより厳密かつ正確に対応させることを可能にする。そのうえ、楔部材４１を押し込む押し付け部材５１が押し付け用ばね５２によって予圧されただけの構成であってさらに押し込み可能であることは、後に説明されるように、力の釣り合いに摩擦力を利用できるという作用効果を奏する。

上記の金型装置において、上記の離間用ばね４２と押し付け用ばね５２に掛けられる予圧はそれぞれつぎのように設定される。

まず、離間用ばね４２の予圧について説明する。離間用ばね４２は、型開きしたときにスライドコア３２を後退させて逆の楔作用によって楔部材４１を押し出そうとするが、この押し出し動作を妨げる力は、スライドコア３２と楔部材４１がスライドしようとする動作に伴う摩擦力だけである。このことは、楔部材４１がスライド可能である構成によるもので、動的に生じる摩擦力が釣り合いに影響することを意味する。より詳細には、離間用ばね４２の予圧が楔斜側面に作用してその楔角度θの傾斜側面３２ａ、４１ａに垂直抗力が分力として発生し、その垂直抗力がスライドコア３２と楔部材４１にそれぞれ傾斜した力として作用して、それら部材の斜面同士の間、及びそれら部材とその摺接面との間に摩擦力を生じさせるのである。ここに、その垂直抗力は、離間用ばね４２の予圧を楔角度θの余弦（ｃｏｓθ）の逆比で拡大した力である。したがって、スライドコア３２では、離間用ばね４２の予圧とそのスライドコアの周りで発生する摩擦力とが釣り合い、楔部材４１では、離間用ばね４２の予圧を楔角度θの正接（ｔａｎθ）に略等しい比で縮小した型開閉方向に向かう力とその楔部材の周りで発生する摩擦力とが釣り合うことになる。しかして、離間用ばね４２の予圧は、このような釣り合い式から決定されるが、この式において、摩擦力が予圧力に比例し、かつ楔部材４１の押し出し動作に必要な力がその摩擦力だけであるから、結局、その予圧は、小さく設定することができる。

つぎに、押し付け用ばね５２の予圧について説明すると、押し付け用ばね５２の予圧による押し付け部材５１の楔部材４１に対する押し付け力は、楔作用によって拡大されてスライドコア３２を前進させる力となる。この力は、当然、キャビティ４に樹脂材料を充填するときの充填圧力を上回らなければならないが、寄せ駒３２が常時その圧力で平面駒３０を押圧することは既述したような摩耗を引き起こす。そのため、本発明では、つぎのような工夫がなされている。

まず着目されるべきことは、押し付け用ばね５２の予圧が楔部材４１に掛ける押圧力は、摩擦を考慮しないとすると、楔斜側面の楔角度θに対応する正接（ｔａｎθ）の逆数に略等しい比で拡大された楔力としてスライドコア３２に作用することである。それで、押し付け用ばね５２の予圧をスライドコアに掛かる離間用ばね４２の予圧より大きくすることには、拡大された押し付け用ばね５２の予圧が充分に大きいので設定には全く問題ない。

その上で、寄せ駒３２の平面駒３０に対する押圧力を、樹脂材料充填の充填圧力に抗して後退しないように設定することになるが、つぎに説明されるような本発明特有の構成によって、その設定に無理はない。それは、楔部材４１を押さえる押し付け部材５１が押し付けばね５２の予圧によって後退可能に支えられるために、スライドコア３２が後退して楔部材４１が押し出されるときには押し付け部５１材も押し込まれ得るという構成である。そのような構成によって、充填圧力によってスライドコア３２が後退しようとすると楔部材４１もスライドしようとして、スライドコア３２や楔部材４１の周り及び傾斜側面３２ａ、４１ａで摩擦力が生じる。そして、それらの摩擦力が全て上記部材のスライド動作を阻止するように作用する結果、その摩擦力が寄せ駒３２の平面駒３０を押圧する押圧力を補うように働く。ここで、摩擦力は、既述した傾斜側面３２ａ、４１ａで生じる垂直抗力によるものである。このことは、充填圧力に対する力の釣り合いを検討するときには、単に静的なバランスではなく、摩擦を考慮した動的なバランスの中で検討されなければならないことを意味する。

こうして、本発明では、充填圧力に対抗させるために必要な寄せ駒３２の押圧力を、押し付け用ばね５２の予圧が押し付け部材５１を介してスライドコア３２を常時押圧する静的な押圧力より、動的な摩擦力が追加される分大きくすることができ、結局、常時掛ける押圧力をその分減らすことができる。したがって、樹脂材料を充填したときに発生しやすいバリが防止される一方で、充填直後にキャビティ４を圧縮するときに寄せ駒３２と平面駒３０の側面の相対運動に無理を掛けないで、それらの当接面双方の摩耗を抑えるという作用効果を奏する。

つぎに、押し付け用ばね５２による予圧と離間用ばね４２に掛けられる予圧との関係について補足説明する。押し付け用ばね５２による予圧が傾斜側面で既述されたように拡大されるので、スライドコア３２において拡大されて作用する押し付け用ばね５２の予圧は、離間用ばね４２に掛けられる予圧に対して充分に大きい。それで、押し付け部材５１が楔部材４１に当接した後では、押し付け部材５１がその押し付け端面５１ａを距離Ｌ突き出したまま楔部材４１を先に押し込む。それで、寄せ駒３２と平面駒３０が当接または離間するタイミングは、後に説明されるように型開開始、あるいは型閉じ完了のタイミングからずれることになる。

ところで、上記構成部材は、寄せ駒ユニット７０として、つぎのようにユニット化しても良い。すなわち、そのユニットは、スライドコア３２と楔部材４１と楔案内部材４３とを、そのスライドコアにねじ込まれたボルト４４と離間用ばね４２とによって連接した状態で楔案内部材４３の収容空間に収容したものである。このとき、離間用ばね４２は、そのボルト頭４４ａと楔案内部材４３の段部穴との間に装着される。そして、離間用ばね４２を所定の予圧状態にするために、ボルト４４が予め決められた所定量だけねじ込まれる。そのように構成された寄せ駒ユニット７０は、楔案内部材４３をボルト４６によって枠板３３に固定することによって取り付けられる。一方、固定金型２側では、押し付け部材５１と押し付け用ばね５２とを収容するシリンダ状ブロック５３を用意して、それら部材を押し付けユニット８０としてユニット化する。そのように構成された押し付けユニット８０は、シリンダ状ブロック５３をボルトによって固定金型２に固定することによって取り付けられる。

以上のようなユニット構成によって、本発明のような導光板等の薄板状成形品を射出圧縮成形する小型で精密な金型に相応しい、つぎに説明されるような作用効果が奏される。第一に、構成部材がシンプルな部材のままでユニット化されることである。特に、楔部材４１とスライドコア３２が、離間用ばね力４２によって押圧さてそれら部材が傾斜側面３２ａ、４１ａを介して常に当接するとともに型開きの際にその楔部材が押し出される位置が所定距離に限定されることによって、楔部材４１がスライドコア３２と楔案内部材４３に常に挟まれるように保持されることから、型開きによってパーティング面が開放されても、楔部材４１やスライドコア３２は、楔案内部材４３の中で安定に収容される。また、第二に、楔部材４１の上端面４１ｂが型開閉方向に直角に形成され、かつ楔部材４１の出代Ｈがそのユニット内で所定距離に限定されるように構成されるので、その楔部材の上端面４１ｂを楔案内部材４３の上端面に一致させることによって型閉じ状態における寄せ駒３２の前進状態を再現することができる。それで、寄せ駒３２の移動代を確認することは容易である。そのうえ、押し付けユニット８０は、楔作用によってその押し付け用ばね５２の予圧が拡大されるのでその予圧をそれほど大きくする必要性がない。それで、押し付けユニット８０を汎用ユニットと標準化することは容易である。同様に、寄せ駒ユニット７０も簡単な連結ボルトとばねを含む最小限の部材で構成されるので、同様な標準化が可能になる。ただし、寄せ駒３２のキャビティ４に面する面の表面形状は、必要に応じて別途加工されたり、スタンパとして貼り付けられる必要がある。

以上説明した金型装置を使用して射出圧縮成形する過程は、概略的には既述された図３の説明と同じように行われるが、特に寄せ駒３２と楔部材４１と押し付け部材５１に関係する動作状態は、図２に示される。図中、図（ａ）は型開き中の状態を、図（ｂ）は型閉じ完了間際であって、楔部材と押し付け部材とが当接した瞬間の状態を、図（ｃ）はその後に寄せ駒が平面駒に当接した瞬間の状態を、図（ｄ）は型閉じし樹脂充填した後に圧縮が完了した瞬間の状態を、図（ｅ）は成形後の型開き中に寄せ駒が成形品からまさに離型しようとしている瞬間の状態を、そして、図（ｆ）はその後に寄せ駒が成形品から離型した瞬間の状態を示している。

まず、図２（ａ）の型開き状態では、スライドコア３２が離間用ばね４２によって楔部材４１を押圧している。それで、スライドコア３２と楔案内部材４３が楔部材４１に対して逆の楔作用を働かせて、楔部材４１がパーティング面から外方に押し出される。このとき、押し付け部材５１と楔部材４１がお互いに離れているので、楔部材４１が押し出された移動距離、すなわち楔部材４１の出代は、楔部材４１の肩部分４１ｃと楔案内部材４３の段４３ａが当接するまでとなって距離Ｈである。その結果、スライドコア３２も楔案内部材４３側へその限度まで後退して、寄せ駒３２と平面駒３０の隙間が所定の隙間Ｄとなる。

このとき、押し付け用ばね５２によって押し出される押し付け部材５１も、そのフランジ部分がシリンダ状ブロック５３のシリンダ穴底面に突き当たるまで前進して、その押し付け端面をパーティング面から所定距離Ｌ突き出す。また、枠部材３３が平面駒３０に対して移動して、平面駒３０のキャビティ側表面と寄せ駒３２のパーティング面とが距離Ｔ_１離れてキャビティ４の圧縮代が確保される。

つぎに、型閉じによって金型同士が接近して、図（ｂ）の型閉じ完了間際の瞬間に達する。このときは、金型間の距離Ｘが上記の距離Ｌと距離Ｈの和にちょうど等しくなったときであり、押し付け部材５１と楔部材４１がちょうど当接した瞬間である。このとき、当然ながら楔部材４１の出代が距離Ｈであるから寄せ駒３２は前進しておらず、したがって寄せ駒３２と平面駒３０の隙間が所定距離Ｄだけ空いている。また、距離Ｔ_１、Ｌにも変化はない。

その後の型閉じによって距離Ｘがさらに小さくなるときに、まず、押し付け部材５１が押し付け端面５１ａを距離Ｌ突き出したままで楔部材４１を先に押し込む。それで、楔部材４１は、その楔作用によって寄せ駒３２を平面駒３０へ向けて先に前進させる。押し付け用ばね５２の予圧による上記の傾斜側面の比で拡大された押圧力が、寄せ駒３２に掛かる離間用ばね力の予圧より充分に大きいからである。

その後、さらに型閉じされて押し付け部材５１が楔部材４１をさらに押し込むと、やがて寄せ駒３２が平面駒３０に当接して停止する。その瞬間は、図（ｃ）のように金型間の距離Ｘが距離Ｌとなり、楔部材４１の出代（距離Ｈ）が０になった瞬間である。このように、図（ｂ）から図（ｃ）までの型閉じ完了直前の少しの間に、押し付け部材５１が楔部材４１を先に押し込んで寄せ駒３２の当て付け動作をが先に完了する。

本発明では、以上のように、寄せ駒の当て付け完了動作を型閉じ完了動作より速めてそれら動作のタイミングをずらすことができる。それで、この金型は、既述したような、不完全な型閉じ状態から充填を開始して板状成形品の圧縮をより効果的にする成形方法を採用することができる。

その後、型閉じ動作が完了するまでの間は、寄せ駒３２の当て付け動作が完了しているので楔部材４１を押し込むことはできない。それで、押し付け部材５１が逆に後退してその出代Ｌが略０になる。そして、樹脂の充填が行われ、その終了間際からあるいは終了直後にキャビティ４の圧縮が行われて図（ｄ）の状態になる。ここで、６０は圧縮された後の成形品であり、キャビティ４の厚さ寸法がＴ_２に圧縮されている。

このとき、寄せ駒３２を平面駒３０に対して当て付ける押圧力が、常時は過大にならないようにする一方、充填時にその充填圧力に充分に対抗できるように設定することは既述したとおりである。それで、つぎにキャビティ４を圧縮するときに、寄せ駒３２が平面駒３０の側面に沿ってスライドする相対運動が無理のない動作となって、それらの当接面同士の摩耗が抑えられるという作用効果が奏される。もちろん、金型に熱膨張等が生じた場合に寄せ駒３２を平面駒３０側に当接するまでスライドさせることは、既述したように余裕を持ってできる。

その後、成形品６０の冷却が完了するとつぎに型開きが行われ、金型間の距離Ｘが上記所定距離Ｌまで開いた図（ｅ）の状態になる。このときまで、楔部材４１が押し込まれたままでその出代（距離Ｈ）が０の状態にあり、寄せ駒３２も成形品６０に当接した状態にある。この図（ｅ）の状態は、キャビティ４に成形品６０が存在しかつ距離Ｔ_１がＴ_２であることを除いて、上記の型閉じ完了間際の図（ｃ）の状態と同じである。

その後金型がさらに開いて金型間距離Ｘが距離Ｌを超えるとき、押し付け部材５１が楔部材４１から離れるに連れて楔部材４１が押し出され、それとともにスライドコア３２が後退し始める。そして、図（ｆ）のように、金型間距離Ｘが（距離Ｌ＋距離Ｈ）に達した瞬間に、押し付け部材５１と楔部材４１が単に接しただけの状態になって寄せ駒３２が成形品６０から距離Ｄ完全に離間する。

したがって、型開き直後には、押し付け部材５１が楔部材４１を押し込んで寄せ駒３２を平面駒３０の側面に当接させたまま型開きを行い、その後さらに型開きしたときに始めて離間用ばね４２がスライドコア３２を平面駒側面から離間させるとともに楔部材４１を押し出して、寄せ駒３２を成形品６０から離型することができる。すなわち、この構成では、寄せ駒３２の離型動作開始のタイミングと型開き動作開始のタイミングをずらすことができる。このようなことが可能であるために、既述したように、可能な限り速めに型開きを行って薄板状成形品の冷却固化を促進する一方で成形品側面の離型を少しでも遅らせて、成形サイクルの短縮に努めるとともに成形品側面の成形面を確実に成形することができる。また、成形品６０側面の離型が遅れて、型開きの瞬間に成形品が平面駒から剥離して落下することが防止される。

その後、寄せ駒３２の後退によって側面が開放された成形品６０は、既述した図３の図（ｄ）のように、ファンゲートとともにエジェクタ３５によって突き出されて平面駒３０やゲート駒３１から離型する。

本発明の射出圧縮成形用金型装置の要部である、寄せ駒を型開閉動作の際に平面駒に対してスライドさせるスライド機構を示し、図（ａ）が型開き中の、図（ｂ）が型閉じ後の、寄せ駒とそれに関連する部材の状態を示す。 本発明の射出圧縮成形用金型装置の射出圧縮成形するときの、寄せ駒と楔部材と押し付け部材とに関係する動作状態を示し、図（ａ）は型開き中の状態を、図（ｂ）は型閉じ完了間際であって楔部材と押し付け部材とが当接した瞬間の状態を、図（ｃ）はその後に寄せ駒が平面駒に当接した瞬間の状態を、図（ｄ）は型閉じされ樹脂充填された後に圧縮が完了した瞬間の状態を、図（ｅ）は成形後の型開き中に寄せ駒が成形品からまさに離型する瞬間の状態を、そして、図（ｆ）はその後に寄せ駒が成形品から離型した瞬間の状態を示す。 本発明の射出圧縮成形用金型装置の基本的な構成を示し、図（ａ）はその金型の型開き状態を、図（ｂ）は型閉じ後射出が開始された直後の状態を、図（ｃ）は圧縮が行われた状態を、そして、図（ｄ）は型開き後成形品が離型された直後の状態を示す。

符号の説明

４ キャビティ
５ 固定金型
６ 可動金型
３０ 平面駒
３２ 寄せ駒（スライドコア）
３２ａ スライドコアの傾斜側面
４１ 楔部材
４１ａ 楔部材の傾斜側面
４１ｂ 上端面
４１ｃ 肩部分
４２ 離間用ばね
４３ 楔案内部材
４３ａ 段差部分
４４ 連結ボルト
４４ａ ボルト頭
５１ 押し付け部材
５１ａ 押し付け端面
５２ 押し付け用ばね
５３ シリンダ状ブロック
６０ 成形品
７０ 寄せ駒ユニット
８０ 押し付けユニット
Ｄ 平面駒と寄せ駒の隙間
Ｈ 楔部材の出代
Ｌ 押し付け部材の出代
Ｔ_１ 圧縮前のキャビティ厚み寸法
Ｔ_２ 圧縮後のキャビティ厚み寸法
Ｘ 固定金型パーティング面と可動金型パーティング面の間の距離

Claims (2)

1. 固定金型と可動金型との間に形成される薄板状キャビティの、可動側の平板面と側面とを平面駒と寄せ駒とによって画成して、型開閉の際にその寄せ駒をその平面駒の側面に離接させ、圧縮成形の際にその寄せ駒をその平面駒の側面に沿って相対的に移動させてそのキャビティを圧縮する射出圧縮成形用金型装置において、
   前記可動金型に、前記寄せ駒と一体化されるとともに背面に傾斜側面を有したスライドコアと、そのスライドコアの傾斜側面に常に摺接する傾斜側面と型開閉方向に直角の上端面とを有するとともに型開閉の際にその型開閉方向に所定距離離だけ移動する楔部材と、そのスライドコアを前記キャビティから離間させる方向にばね力を付勢する離間用ばねとを備え、
   前記固定金型に、型開閉の際にその型開閉方向に所定距離離だけ移動し型閉じの際に前記楔部材の前記上端面をその端面に平行な押し付け端面で押圧する押し付け部材と、その押し付け部材に前記押圧のためのばね力を付勢する押し付け用ばねとを備えて、
   型開き直後では、前記押し付け部材が前記楔部材を押し込んだまま前記寄せ駒を前記平面駒側面に当接させた状態で型開きを行い、その後さらに型開きしたときに始めて前記離間用ばねがその楔部材を押し出してその寄せ駒をその平面駒側面から離間させる一方、
   型閉じ完了直前には、前記押し付け部材が前記楔部材を押し込んだまま前記寄せ駒を前記平面駒側面に当接させた状態で型閉じ完了することを特徴とする射出圧縮成形用金型装置。
2. 前記可動金型に、前記スライドコアと前記楔部材とを収容する収容空間を備えた楔案内部材を備え、その楔部材がその側面に肩部分を形成しその収容空間がその壁面にその肩部分に当接する段差部分を形成して、その肩部分とその段差部分の当接によってその楔部材の押し出される距離を前記所定距離に限定する一方、そのスライドコアとその楔部材とその楔案内部材とを、そのスライドコアに結合した連結ボルトと、その連結ボルトのボルト頭とその楔案内部材の間に係止された前記離間用ばねと、によって連接した寄せ駒ユニットを備え、
   前記固定金型に、前記押し付け部材と前記押し付け用ばねとをシリンダ状ブロックに収容した押し付けユニットを備えたことを特徴とする請求項１記載の射出圧縮成形用金型装置。

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