JP6255614B2 - 射出成形方法、射出成形機 - Google Patents

Description

この発明は、例えば、二材を一体成形する二材成形などを行うことができる射出成形方法、射出成形機に関する。

従来から、二材を一体成形する二材成形用射出成形機として、下記特許文献１に示すような構成が知られている。この種の二材成形用射出成形機として、図１０に示すように、固定型盤１０２と、可動型盤１０４と、反転型盤１０３と、を備えている構成が知られている。
固定型盤１０２は、その一側面に固定金型１０５を備えている。
可動型盤１０４は、固定型盤１０２に対して接近・離間する方向に移動可能とされている。可動型盤１０４は、固定型盤１０２に対向する側に可動金型１０７を備えている。
反転型盤１０３は、固定型盤１０２と可動型盤１０４との間に設けられている。反転型盤１０３は、その両側面に反転金型１０６Ａ，１０６Ｂをそれぞれ備えている。反転型盤１０３は、１８０°反転可能とされており、反転金型１０６Ａ，１０６Ｂのそれぞれを、固定型盤１０２に設けられた固定金型１０５と、可動型盤１０４に設けられた可動金型１０７とに、交互に対向させることができる。

このような二材成形用射出成形機１００においては、固定型盤１０２に設けられた固定金型１０５と、固定型盤１０２の一方の側面に設けられた反転金型１０６Ａと、の間にキャビティＣ１１が形成されている。また、可動型盤１０４に設けられた可動金型１０７と、固定型盤１０２の他方の側面に設けられた反転金型１０６Ｂと、の間にはキャビティＣ１２が形成されている。二つのキャビティＣ１１，Ｃ１２のそれぞれには、射出ユニット１０８、１０９から樹脂が射出充填される。

このような二材成形用射出成形機１００で二材成形を行う方法の一例を説明する。まず、固定金型１０５と一方の反転金型１０６Ａとを閉じる。そして、これら固定金型１０５と反転金型１０６Ａとの間のキャビティＣ１１に射出ユニット１０８から樹脂を射出充填して一次成形を行い、一次成形体を形成する。次いで、固定金型１０５と反転金型１０６Ａとを開いた後、反転型盤１０３を反転させ、固定金型１０５に対向していた反転金型１０６Ａとともに、一次成形体を可動金型１０７に対向させる。そして、反転金型１０６Ａと可動金型１０７との間に形成されたキャビティＣ１２内に一次成形体を収めたまま射出ユニット１０９から樹脂を射出充填し、二次成形を行う。これにより、反転金型１０６Ａと可動金型１０７との間のキャビティＣ１２内に、二材からなる二次成形体が形成される。そこで、反転金型１０６Ａと可動金型１０７とを開き、二次成形体を取り出す。

ところで、上記のような流れで二材成形を行う際、キャビティＣ１１，Ｃ１２内に樹脂を射出して充填した後に、固定型盤１０２、反転型盤１０３、可動型盤１０４の四隅に備えた型締めシリンダ１１０のタイバー１０１により、固定型盤１０２、反転型盤１０３、可動型盤１０４どうしを型締めする方法が知られている。このとき、固定型盤１０２、反転型盤１０３、可動型盤１０４が共締めされ、つまり一体に型締められてキャビティＣ１１やキャビティＣ１２の容量が縮小することで、キャビティＣ１１，Ｃ１２内に充填された樹脂が圧縮成形され、高精度な成形品を得ることができる。

特開２００７−５０５８５号公報

しかし、図１１に示すように、上記のような二材成形用射出成形機１００では、四隅のタイバー１０１により、固定型盤１０２、反転型盤１０３、可動型盤１０４を型締めすると、固定金型１０５、反転金型１０６Ａ、１０６Ｂ、可動金型１０７の外周側で、固定型盤１０２と可動型盤１０４が互いに強く締めつけられる。これにより、固定型盤１０２および可動型盤１０４が、タイバー１０１が位置する四隅を起点として金型取り付け面の中央部が凹となるように撓む。

その結果、固定金型１０５と反転金型１０６Ａ、反転金型１０６Ｂと可動金型１０７それぞれにおけるキャビティＣ１１，Ｃ１２のパーティング面のうち、タイバー１０１に対応する四隅に位置する部分（以下、隅部分という）が強く密着する。すると、キャビティＣ１１，Ｃ１２内に樹脂が行き渡ることに伴ってキャビティＣ１１，Ｃ１２の外周の隅部分に押し出されるガスの逃げ道がなくなる。その結果、得られる二次成形体に、ガスによる焼けや、ガスの塊に邪魔されて樹脂がキャビティの隅々まで行き渡らないことによる成形不良等が生じる。

一方、前記パーティング面のうちの隅部分以外の部分、つまり、前記パーティング面のうち、キャビティＣ１１，Ｃ１２の周方向に沿って隣り合う隅部分の間に位置する中間部では、型締め力が弱まる。すると、パーティング面のシール面圧が減少してパーティング面間に隙間が生じ易くなる。この隙間に樹脂が流れ込むと、得られる二次成形体にバリが発生する。

さらには、以上のようにパーティング面における型締め力にばらつき（隅部分と中間部の面圧の差）が生じる等することから、キャビティの隅部分の圧縮変形が大きくなるのに対し、隅部分の間に位置する中間部では圧縮変形が小さくなる。その結果、得られる二次成形体では、キャビティ中央部が相対的に膨らんだような形状になって肉厚が不均一になる。得られる二次成形体が光透過性を有している場合、光学的な歪みが生じてしまうことがある。

なお、前記二材成形用射出成形機１００において、キャビティ面の前記中間部におけるシール面圧を確保するため、タイバー１０１（型締めシリンダ１１０）による型締め力を高めても、パーティング面における型締め力のばらつきを起因とした問題を解消することができない。その上、得られる二次成形体が光透過性を有している場合、キャビティの隅部分の樹脂が大きく圧縮されて、樹脂の密度が過大となり、光が大きく屈曲するほどの大きな光学的な歪みを発生させてしまう。

ここで、以上のような固定型盤１０２、可動型盤１０４の撓みによる影響を抑えるため、例えば固定型盤１０２と可動型盤１０４との間に、中央部に凸部を設けた金型取付盤を設ける構成を採用することが考えられる。
しかしながらこの場合、射出成型機１００が、固定型盤１０２、可動型盤１０４および反転型盤１０３が並ぶ方向に更に大きくなり、据え付けスペースが拡大する等の問題がある。

この発明は、装置の大型化、重量増、装置コスト増を抑えつつ、良好な品質で成形を行うことのできる射出成形方法、射出成形機を提供することを目的とする。

この発明に係る射出成形方法の第一態様によれば、第１キャビティが形成されてなる第１金型部と、第２キャビティが形成されてなるとともに前記第１金型部と直列に配置された第２金型部と、を備える射出成形機を用いた射出成形方法であって、前記第１キャビティ内に材料を射出するとともに前記第１キャビティ内の前記材料を圧縮する第１成形工程と、前記第２キャビティ内に材料を射出する第２成形工程と、を有し、前記第１成形工程および前記第２成形工程では、前記第１金型部および前記第２金型部を型締め手段により一体に型締めし、前記第２成形工程において前記第２キャビティ内に前記材料を射出することによって前記第２金型部に生じる圧力を前記第１金型部に作用させるとともに、前記型締め手段による型締め力を低減させ、前記第１キャビティ内の前記材料に圧縮力を付加する。

この発明に係る第二態様によれば、第一態様の射出成形方法において、前記第２成形工程は、前記第２キャビティ内に射出した材料の圧力によって前記第２金型部を開いた後、前記第２金型部を閉じて前記第２キャビティ内の前記材料に圧縮力を付加してもよい。

この発明に係る第三態様によれば、第一または第二態様の射出成形方法において、前記第１成形工程および前記第２成形工程では、前記第１金型部および前記第２金型部を型締め手段により一体に型締めし、前記第２成形工程において前記第２キャビティ内に前記材料を射出することによって前記第２金型部に生じる圧力を前記第１金型部に作用させるときには、前記第１金型部および前記第２金型部における型締め力を低減させるようにしてもよい。

この発明に係る第四態様によれば、第一から第三態様のいずれか一つの射出成形方法において、第１の材料からなる一次成形体に第２の材料を積層させることで前記第１の材料と前記第２の材料とからなる二次成形体を形成するため、前記第１成形工程では、前記第１キャビティ内に前記一次成形体を収容した状態で前記第２の材料を射出して二次成形体を形成し、前記第２成形工程では、前記第２キャビティ内に前記第１の材料を射出することによって、一次成形体を形成するようにしてもよい。

この発明に係る第五態様によれば、射出成形機は、第１キャビティが形成されてなる第１金型部と、第２キャビティが形成されてなるとともに前記第１金型部と直列に配置された第２金型部と、前記第１キャビティ内に材料を射出するとともに前記第１キャビティ内の前記材料を圧縮し、かつ、前記第２キャビティ内に材料を射出する制御部と、を備え、前記制御部は、前記第２金型部の前記第２キャビティ内に材料を射出することによって前記第２金型部に生じる圧力を前記第１金型部に作用させ、前記第１キャビティ内の前記材料に圧縮力を付加する。

この発明に係る第六態様によれば、第五態様の射出成形機において、固定型盤と、前記固定型盤に対して接近・離間する方向に移動可能に設けられた可動型盤と、前記固定型盤と前記可動型盤との間に設けられ、前記固定型盤に対向する側と前記可動型盤に対向する側とに反転可能に設けられた反転型盤と、を備え、前記第１金型部および前記第２金型部の一方は、前記固定型盤と前記反転型盤との間に設けられ、前記第１金型部および前記第２金型部の他方は、前記反転型盤と前記可動型盤との間に設けられているようにしてもよい。

上述した射出成形方法、射出成形機によれば、装置の大型化、重量増、装置コスト増を抑えつつ、良好な品質で成形を行うことが可能となる。

この発明の第１実施形態における射出成形機の概略構成を示す側断面図である。 この発明の第１実施形態における射出成形機における射出成形方法の流れを示す図であり、第１成形工程で第１キャビティに材料を射出している状態を示す平断面図である。 この発明の第１実施形態における射出成形機における射出成形方法の流れを示す図であり、第１成形工程で第１キャビティに充填した材料を圧縮している状態を示す平断面図である。 この発明の第１実施形態における射出成形機における射出成形方法の流れを示す図であり、第２成形工程で第２キャビティに材料を充填している状態を示す平断面図である。 この発明の第１実施形態における射出成形方法の流れを示す図である。 この発明の第２実施形態における射出成形機における射出成形方法の流れを示す図であり、第１成形工程で第１キャビティに材料を射出している状態を示す平断面図である。 この発明の第２実施形態における射出成形機における射出成形方法の流れを示す図であり、第１成形工程で第１キャビティに充填した材料を圧縮している状態を示す平断面図である。 この発明の第２実施形態における射出成形機における射出成形方法の流れを示す図であり、第２成形工程で第２キャビティに材料を充填している状態を示す平断面図である。 この発明の第２実施形態における射出成形方法の流れを示す図である。 従来の射出成形機の概略構成を示す平断面図である。 従来の射出成形機において、キャビティに充填した材料を圧縮している状態を示す平断面図である。

（第１実施形態）
この発明の第１の実施形態を図に基づいて説明する。図１は、この発明の第１実施形態における射出成形機の概略構成を示す側断面図である。

この実施形態で説明する二材成形用射出成形機は、可動型盤の金型と固定型盤の金型と両型盤の間に設置された反転型盤の両面の金型とで形成する２つのキャビティのそれぞれに異種の樹脂を射出し、反転型盤を１８０度回転して２層射出し一体成形する。

図１に示すように、二材成形用射出成形機１０は、図示しない基盤上に、固定型盤２と、可動型盤３と、反転型盤９と、射出ユニット１１，１２と、制御部５０と、を備えている。

固定型盤２は、その一側面に固定金型４を備えている。
可動型盤３は、固定型盤２に対して平行に配置されている。可動型盤３は、固定型盤２に接近・離間する方向に沿って移動可能に設けられている。この可動型盤３は、固定型盤２に対向する側の側面に可動金型５を備えている。

反転型盤９は、固定型盤２と可動型盤３との間に、固定型盤２および可動型盤３に対して平行に設けられている。反転型盤９は、鉛直軸回りに１８０°正逆方向に回転可能に設けられている。反転型盤９において、互いに平行な二つの側面９ａ，９ｂには、反転金型６Ａ，６Ｂが設けられている。反転型盤９が鉛直軸（回転軸）回りに回転することで、反転金型６Ａ，６Ｂが固定金型４，可動金型５に交互に対向する。

図２に示すように、反転型盤９の両側面９ａ，９ｂに設けられた反転金型６Ａ，６Ｂは、固定金型４，可動金型５と対向した状態で型閉されることで、キャビティＣ１およびキャビティＣ２を形成する。反転金型６Ａ，６Ｂは同一形状を有し、反転型盤９の回転軸を基準として、点対称に設けられている。

固定型盤２と反転型盤９との間において、固定金型４と反転金型６Ａまたは６Ｂとが対向することで、キャビティＣ１を有した固定型盤側金型部１Ａが構成されている。また、可動型盤３と反転型盤９との間において、可動金型５と反転金型６Ｂまたは６Ａとが対向することで、キャビティＣ２を有した可動型盤側金型部１Ｂが構成されている。

これにより、二材成形用射出成形機１０は、キャビティＣ１が形成されてなる固定型盤側金型部１Ａと、キャビティＣ２が形成されてなるとともに固定型盤側金型部１Ａと直列に配置された可動型盤側金型部１Ｂと、を備えている。固定型盤側金型部１Ａおよび可動型盤側金型部１Ｂのうち、一方が一次成形を行い、他方が二次成形を行う。

射出ユニット１１は、固定型盤２側に設置されている。射出ユニット１１は、固定金型４と反転金型６Ａまたは６Ｂとの間に形成されるキャビティＣ１に樹脂を射出する。

射出ユニット１２は、可動型盤３側に設置されている。射出ユニット１２は、可動金型５と反転金型６Ｂまたは６Ａとの間に形成されるキャビティＣ２に樹脂を射出する。射出ユニット１２は、可動型盤３と連結され、可動型盤３の固定型盤２への接近・離間動作（開閉動作）にともなって移動する。

図１に示すように、二材成形用射出成形機１０の幅方向、つまり固定型盤２および可動型盤３が並ぶ方向に直交する方向の両側には、それぞれ可動型盤開閉手段１４が設置されている。可動型盤開閉手段１４は、ボールねじ軸１４ａと、ボールねじナット１４ｂと、サーボモータ１４ｃと、を備えている。

ボールねじ軸１４ａは、固定型盤２に支持されている。ボールねじ軸１４ａの一端は、固定型盤２に軸方向の移動を拘束されつつ、中心軸周りに回動自在となっている。ボールねじ軸１４ａの他端は、ボールねじナット１４ｂに螺合している。ボールねじナット１４ｂは、可動型盤３上に固設されている。サーボモータ１４ｃは、ボールねじ軸１４ａの一端に連結され、ボールねじ軸１４ａをその中心軸周りに回転駆動させる。

可動型盤開閉手段１４は、サーボモータ１４ｃを駆動することによってボールねじ軸１４ａを中心軸周りに回転駆動させる。すると、ボールねじ軸１４ａに螺合して可動型盤３上に固設されたボールねじナット１４ｂが、ボールねじ軸１４ａに沿って移動する。
二材成形用射出成形機１０の幅方向両側にそれぞれ設けられたサーボモータ１４ｃ，１４ｃは、同調運転される。これにより、可動型盤３は、固定型盤２および反転型盤９に対して平行な状態を保ったまま接近・離間し、開閉動作を行う。

二材成形用射出成形機１０の幅方向両側には、それぞれ反転型盤開閉手段１５が備えられている。反転型盤開閉手段１５は、ボールねじ軸１５ａと、ボールねじナット１５ｂと、サーボモータ１５ｃと、を備えている。

ボールねじ軸１５ａは、固定型盤２に支持されている。ボールねじ軸１５ａの一端は、固定型盤２に軸方向の移動を拘束されつつ、中心軸周りに回動自在となっている。ボールねじ軸１５ａの他端は、ボールねじナット１５ｂに螺合している。ボールねじナット１５ｂは、反転型盤９上に固設されている。サーボモータ１５ｃは、ボールねじ軸１５ａの一端に連結され、ボールねじ軸１５ａをその中心軸周りに回転駆動させる。なおボールねじ軸１５ａは、固定型盤２に支持されなくてもよく、例えば、ボールねじ軸１５ａの一端が、可動型盤３に軸方向の移動を拘束されつつ、中心軸周りに回動自在に支持されていても支障ない。

反転型盤開閉手段１５は、サーボモータ１５ｃを駆動することによってボールねじ軸１５ａを中心軸周りに回転駆動させる。すると、ボールねじ軸１５ａに螺合して反転型盤９上に固設されたボールねじナット１５ｂが、ボールねじ軸１５ａに沿って移動する。
二材成形用射出成形機１０の幅方向両側にそれぞれ設けられたサーボモータ１５ｃ，１５ｃは、同調運転される。このようにして、反転型盤９は、固定型盤２および可動型盤３に対して平行な状態を保ったまま接近・離間し、開閉動作を行う。

二材成形用射出成形機１０は、上記のような固定型盤２、可動型盤３、反転型盤９を型締め動作させるための型締め手段２０を備えている。型締め手段２０は、タイバー２１と、タイバー固定手段２２と、油圧シリンダ２３（型締めシリンダ）と、を備えている。

タイバー２１は、固定型盤２，可動型盤３、反転型盤９の四隅に配置されている。それぞれのタイバー２１の一端は油圧シリンダ２３に連結され、他端は反転型盤９および可動型盤３を貫通して可動型盤３から突出している。
タイバー固定手段２２は、タイバー２１において可動型盤３から突出する部分に装着されている。

油圧シリンダ２３は、固定型盤２に内蔵されたラムを備えている。前記ラムには、タイバー２１の一端が連結されている。固定型盤２，可動型盤３、反転型盤９の四隅に配置された四つの油圧シリンダ２３は、制御部５０により同期して動作し、固定型盤２、可動型盤３、反転型盤９を一体に型締めする。

次に、上記したような二材成形用射出成形機１０における射出成形方法について説明する。なお、以下に示す二材成形用射出成形機１０における射出成形方法は、制御部５０が予め設定されたコンピュータプログラムに基づいた処理を実行することにより実現される。制御部５０は、例えば可動型盤３、反転型盤９、射出ユニット１１，１２、型締め手段２０などを制御する。
図２は、この発明の第１実施形態における射出成形機における射出成形方法の流れを示す図であり、第１成形工程で第１キャビティに材料を射出している状態を示す平断面図である。図３は、この発明の第１実施形態における射出成形機における射出成形方法の流れを示す図であり、第１成形工程で第１キャビティに充填した材料を圧縮している状態を示す平断面図である。図４は、この発明の第１実施形態における射出成形機における射出成形方法の流れを示す図であり、第２成形工程で第２キャビティに材料を充填している状態を示す平断面図である。図５は、この発明の第１実施形態における射出成形方法の流れを示す図である。

図５に示すように、二材成形用射出成形機１０では、可動型盤３および反転型盤９を移動させて固定型盤側金型部１Ａおよび可動型盤側金型部１Ｂを型閉じした後、二次成形、一次成形を順に行う。二次成形および一次成形は、一部を並行して行う。本実施形態では、図２に示すように、可動型盤側金型部１Ｂが二次成形を行い、図４に示すように、固定型盤側金型部１Ａが一次成形を行う。二次成形および一次成形はいずれも、材料の圧縮を伴う圧縮成形である。

（二次成形）
二次成形においては、固定型盤側金型部１Ａおよび可動型盤側金型部１Ｂを型閉した後、図２に示すように、可動型盤３を移動させて可動型盤側金型部１Ｂを寸開（僅かに型開き）する。なお可動型盤側金型部１ＢのキャビティＣ２内には、直前の成形サイクルで形成された一次成形体Ｓ１がインサートされている。

そして、反転金型６Ａと可動金型５との間に形成されるキャビティＣ２に、射出ユニット１２から第２の溶融樹脂（第２の材料）Ｐ２を射出充填する。このとき反転金型６Ｂには、一次成形体Ｓ１が保持されているので、第２溶融樹脂Ｐ２は、キャビティＣ２内で、第１の溶融樹脂Ｐ１からなる一次成形体Ｓ１に積層されるようにして充填される。そして図３に示すように、型締め手段２０により可動型盤側金型部１Ｂを型締めすることで、キャビティＣ２内の第２の溶融樹脂Ｐ２を圧縮する。

（一次成形）
一次成形においては、反転金型６Ａと固定金型４との間に形成されるキャビティＣ１を寸開するとともに、射出ユニット１１から第１の溶融樹脂Ｐ１を射出充填する。そして、型締め手段２０により可動型盤側金型部１Ｂを型締めし、キャビティＣ１内の第１の溶融樹脂Ｐ１を圧縮する。

前述のように、二次成形および一次成形のいずれにおいても、型締め手段２０により溶融樹脂Ｐ１、Ｐ２を圧縮する。このとき型締め手段２０は、固定型盤２、可動型盤３、反転型盤９を一体に型締めし、固定型盤側金型部１Ａおよび可動型盤側金型部１Ｂを型閉じする。型締め手段２０は、キャビティＣ２内の第２の溶融樹脂Ｐ２およびキャビティＣ１内の第１の溶融樹脂Ｐ１が、離型可能な状態まで冷却されて固化した後、型締め手段２０による型締め力を緩める。その後、可動型盤開閉手段１４および反転型盤開閉手段１５が、固定型盤側金型部１Ａおよび可動型盤側金型部１Ｂを型開きする。このとき、第２の溶融樹脂Ｐ２が固化することによって、キャビティＣ２内に、第１の溶融樹脂Ｐ１と第２の溶融樹脂Ｐ２とからなる二次成形体が形成され、第１の溶融樹脂Ｐ１が固化することによって、キャビティＣ１内に、第１の溶融樹脂Ｐ１からなる一次成形体Ｓ１が形成される。

次いで、不図示の脱型手段により、二次成形体をキャビティＣ２から取り出す。また、反転型盤９を１８０°回転させて反転させ、図２に示すように、一次成形体Ｓ１を保持した反転金型６Ａを可動型盤３に設けられた可動金型５に対向させる。しかる後は、上記の一連の成形サイクルを順次繰り返す。

本実施形態では、上記のように、反転型盤９の反転を基準とした成形サイクルの同一周期内で、可動型盤側金型部１Ｂ側のキャビティＣ２で二次成形を行う第１成形工程を実行している間、固定型盤側金型部１Ａ側のキャビティＣ１では、一次成形を行う第２成形工程を並行して実行している。これらの第１成形工程および第２成形工程は、以下のようにして動作を連動させている。

すなわち、図３に示すように、固定型盤側金型部（第２金型部）１Ａ側のキャビティ（第２のキャビティ）Ｃ１で、射出ユニット１１から第１の溶融樹脂（第１の材料）Ｐ１の射出充填を開始する直前には、型締め手段２０による型締めを行い、可動型盤側金型部（第１金型部）１Ｂ側のキャビティ（第１のキャビティ）Ｃ２内の第２の溶融樹脂（第２の材料）Ｐ２を圧縮している。

そして、キャビティＣ２内で第２の溶融樹脂Ｐ２の圧縮を開始した後、予め定めたタイミングで、型締め手段２０の油圧シリンダ２３による型締め力（圧縮力）を低下させる。ここで、油圧シリンダ２３で型締め力を低下させるタイミングは、圧縮を開始してからの経過時間、固定金型４と反転金型６Ｂとの間隔、あるいは反転型盤９の位置等により定めることができる。

なお例えば、固定金型４や反転金型６Ｂが高温で、第２の溶融樹脂Ｐ２の固化が急速に進まない場合には、固定金型４と反転金型６Ｂとの密着と同時または密着の直後に型締め力を低下させてもよい。つまり二次成形（第１成形工程）において、キャビティＣ２内の第２の溶融樹脂Ｐ２を圧縮する工程の終盤で、可動金型５と反転金型６Ｂとが密着する直前や、密着押しつけ力が十分上昇していない状態で、型締め力を低下させることができる。

また、型締め力の低下は、段階的に行ってもよいし、連続的に行ってもよい。さらに、段階的な型締め力の低下と連続的な型締め力の低下とを組み合わせてもよい。また、型締め力の低下中に、一旦型締め力の低下を停止させ、あるいは一旦型締め力を上昇させ、その後に再度型締め力を低下させてもよい。

なお、圧縮成型の終盤では、第２の溶融樹脂Ｐ２がキャビティＣ２の末端に到達するまでの流動距離（流動した樹脂の先端とキャビティＣ２の端部間の距離）が既に短くなっている。したがって、僅かな圧縮量でキャビティＣ２を充満させることができるので、第２の溶融樹脂Ｐ２を流動させるために必要な型締め力（圧縮力）が小さくて済むことから、型締め力を低下させても品質への影響は抑えられる。

このようにして型締め手段２０の油圧シリンダ２３による型締め力を低下させた後、図４に示すように、固定型盤側金型部１Ａ側のキャビティＣ１に、射出ユニット１１から第１の溶融樹脂Ｐ１の射出充填を開始する。
この第１の溶融樹脂Ｐ１の射出を開始するタイミングは、型締め力の低下を開始するタイミングと同時でもよいし、型締め力が所定の値まで低下したときでもよい。また、型締め力の低下の開始タイミングから、予め定めた時間が経過したときでもよい。

第１の溶融樹脂Ｐ１の射出充填を開始すると、キャビティＣ１内に充填される第１の溶融樹脂Ｐ１の圧力により、反転金型６Ａを介して反転型盤９が可動型盤３側に押圧される。これにより、キャビティＣ２内の第２の溶融樹脂Ｐ２が、反転型盤９を介して第１の溶融樹脂Ｐ１の圧力により押圧される。

また、キャビティＣ１内に第１の溶融樹脂Ｐ１が充填されることによって、キャビティＣ１内の圧力が型締め力を上回ると、反転金型６Ａが固定型盤２から離間する側に押圧される。これにより、固定金型４と反転金型６Ａとが寸開状態となる。なおこのときの寸開動作は、キャビティＣ１内の圧力上昇だけでなく、可動型盤開閉手段１４による型開動作を組み合わせることによって実現してもよい。さらには、キャビティＣ１内に充填される第１の溶融樹脂Ｐ１の圧力を利用せずに可動型盤開閉手段１４による型開動作によって実現してもよい。
そして、型締め手段２０の油圧シリンダ２３による型締め力を高め、一次成形における圧縮を実施する。

上述した実施形態の射出成形方法、二材成形用射出成形機１０によれば、一次成形（第２成形工程）において、キャビティＣ１内に第１の溶融樹脂Ｐ１を射出することによって固定型盤側金型部１Ａに生じる圧力を可動型盤側金型部１Ｂに作用させ、二次成形（第１成形工程）におけるキャビティＣ２内の第２の溶融樹脂Ｐ２を圧縮する。これにより、キャビティＣ２を圧縮させる圧縮力を、キャビティＣ２の内周部において増大させることができる。具体的には、キャビティＣ１が内装されている固定型盤側金型部１Ａに生じる圧力は、この固定型盤側金型部１Ａの中央部で反転型盤９を介して可動型盤側金型部１Ｂを押圧するので、キャビティＣ２の内周部でのパーティング面圧の低下を防止できる。したがって、型締め力（圧縮力）が、型締め手段２０が設けられたキャビティＣ２の外周部側に集中せず、二次成形体の肉厚の均一化が容易になる。

また、二次成形（第１成形工程）において、キャビティＣ２内の第２の溶融樹脂Ｐ２を圧縮する工程の終盤で、可動金型５と反転金型６Ｂとが密着する直前、あるいは密着押しつけ力が十分上昇して隅部分の圧縮量が過大となる前に、型締め力を低下させる。これにより、可動型盤３の変形を抑制することができる。しかもこのとき、二次成形におけるキャビティＣ２内の第２溶融樹脂Ｐ２が、一次成形における第１の溶融樹脂Ｐ１の圧力により押圧されるので、型締め手段２０による型締め力を低下させても、キャビティＣ２の周方向に沿って隣り合う隅部分の間に位置する中間部の隙間の発生を防止できる。
したがって、従来の射出圧縮方法では、外周側から型締め力を型盤に付加する型締め装置においては背反する以下に示す２つのことを両立させることができる。すなわち、二次成形におけるキャビティＣ２での隅部分のパーティング面圧を低下させて、隅部分の圧縮量を過大とすることなくガス抜けを向上させることと、固定金型４と反転金型６Ｂとの合わせ面における隅部分の間に位置する中間部の部分的な面圧の低下を抑制し、得られる二次成形体におけるバリの発生を防止することを両立させることができる。

また、一次成形におけるキャビティＣ１内の第１の溶融樹脂Ｐ１の圧力が、反転金型６Ａを介して反転型盤９を可動型盤３側に押圧する。したがって、仮に、二次成形におけるキャビティＣ２内の保圧、つまり可動型盤側金型部１Ｂを開こうとする力に抗することができる。これにより、簡易な構成で、意図しない型開きを防ぐことができる。
なお可動型盤側金型部１Ｂには、意図しない型開きを規制するクランパなどのロック機構が設けられていてもよい。この場合には、本発明によってロック機構が受け持つ意図しない型開きに対して抗する負荷を低減させることが可能であり、例えばロック機構の短命化を防止することができる。

以上より、装置の大型化、重量増、装置コスト増を抑えつつ、良好な品質で成形を行うことが可能となる。
また、上述したような射出成形方法は、既存の二材射出成形機１０においても、その動作を制御するコンピュータプログラムを入れ替えるのみで実現可能である。

（第２実施形態）
次に、この発明にかかる射出成形方法、射出成形機の第２実施形態について説明する。
以下に示す第２実施形態は、二材成形用射出成形機１０の構成については、上記第１実施形態で示したものと同様であり、その動作タイミングのみが異なる。第２実施形態では、第１実施形態の１次成形および２次成形のタイミングを入れ替えている。以下、その差異を中心に説明する。
図６は、この発明の第２実施形態における射出成形機における射出成形方法の流れを示す図であり、第１成形工程で第１キャビティに材料を射出している状態を示す平断面図である。図７は、この発明の第２実施形態における射出成形機における射出成形方法の流れを示す図であり、第１成形工程で第１キャビティに充填した材料を圧縮している状態を示す平断面図である。図８は、この発明の第２実施形態における射出成形機における射出成形方法の流れを示す図であり、第２成形工程で第２キャビティに材料を充填している状態を示す平断面図である。図９は、この発明の第２実施形態における射出成形方法の流れを示す図である。

この実施形態において、上記第１実施形態と同様、図６〜図８に示すように、可動型盤側金型部１Ｂ側のキャビティＣ２において二次成形を行う第２成形工程を実行している間、固定型盤２側の固定金型４と反転金型６Ｂとの間に形成される固定型盤側金型部１Ａ側のキャビティＣ１において一次成形を行う第１成形工程を並行して実行している。これらの第１成形工程および第２成形工程は、以下のようにして動作を連動させている。

すなわち、図６に示すように、一次成形（第１成形工程）において、固定型盤側金型部（第１金型部）１Ａ側のキャビティ（第１キャビティ）Ｃ１に第１の溶融樹脂Ｐ１の充填を行った後、図８に示すように、二次成形（第２成形工程）において、可動型盤側金型部（第２金型部）１Ｂ側のキャビティ（第２キャビティ）Ｃ２に射出ユニット１２から第２の溶融樹脂Ｐ２の射出充填を開始する。なお図７に示すように、第２の溶融樹脂Ｐ２の射出充填を開始する直前には、型締め手段２０による型締めを行い、キャビティＣ１内の第１の溶融樹脂Ｐ１の圧縮を行っている。

そして、固定型盤側金型部１Ａ側のキャビティＣ１では、予め定めたタイミングで、型締め手段２０の油圧シリンダ２３による型締め力（圧縮力）を低下させる。図８、図９に示すように、可動型盤側金型部１Ｂ側のキャビティＣ２で、射出ユニット１２から第２の溶融樹脂Ｐ２の射出充填を開始する。

第２の溶融樹脂Ｐ２の射出充填を開始すると、キャビティＣ２内に充填される第２の溶融樹脂Ｐ２の圧力により、反転金型６Ａを介して反転型盤９が固定型盤２側に押圧される。これにより、キャビティＣ１内の第１の溶融樹脂Ｐ１が、反転型盤９を介して第２の溶融樹脂Ｐ２の圧力により押圧される。

（第３実施形態）
次に、この発明にかかる射出成形方法、射出成形機の第３実施形態について説明する。
以下に示す第３実施形態は、二材成形用射出成形機１０の構成については、上記第１実施形態で示したものと同様であり、その動作タイミングのみが異なる。以下、その差異を中心に説明する。

この第３実施形態では、キャビティＣ２内の第２の溶融樹脂Ｐ２の圧縮動作が終了すると同時、または圧縮動作の終了した直後であって、可動金型５と反転金型６Ａまたは６Ｂとが密着した状態で、型締め手段２０の油圧シリンダ２３による型締め力を低下させ、第１の溶融樹脂Ｐ１の射出を開始する。

このようにすると、第２の溶融樹脂Ｐ２の射出を開始するときには、可動金型５と反転金型６Ａまたは６Ｂとが密着しており、キャビティＣ２内が二次成形体の最終製品と同等の形状になる。この状態で、一次成形におけるキャビティＣ１内の第１の溶融樹脂Ｐ１の圧力によって、反転金型６Ａを介して反転型盤９を可動型盤３側に押圧することができるので、高い精度で二次成形体を形成することが可能となる。その結果、二次成形体の寸法精度を高め、二次成形体が光透過性を有している場合、その光学的な歪みを抑制することが可能となる。

なお、この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲において、設計変更可能である。
例えば、上記各実施形態では、固定型盤側金型部１Ａ側で一次成形を行い、可動型盤側金型部１Ｂ側で二次成形を行う構成を示したが、本発明はこれに限らない。二材成形を行わず、固定型盤側金型部１Ａ、可動型盤側金型部１Ｂのそれぞれで、一次成形を並行して行う場合にも、本発明の構成は適用可能である。
上記各実施形態では、一次成形および二次成形のいずれも圧縮成形としたが、本発明はこれに限られない。例えば、第１実施形態では一次成形が圧縮成形でなくてもよく、第２実施形態では二次成形が圧縮成形でなくてもよい。
また上記各実施形態では型締装置を２プレート型の型締装置にて示したが、型締め力が型盤の外周側に負荷される型締装置、例えば３プレート型の型締装置あるいはトグル式の型締装置であってもよい。

第２キャビティ内に材料を射出することで生じる圧力によって、第１キャビティ内の材料を圧縮することで、装置の大型化、重量増、装置コスト増を抑えつつ、良好な品質で成形を行うことが可能となる。

１Ａ 固定型盤側金型部（第２金型部、第１金型部）
１Ｂ 可動型盤側金型部（第１金型部、第２金型部）
２ 固定型盤
３ 可動型盤
４ 固定金型
５ 可動金型
６Ａ，６Ｂ 反転金型
９ 反転型盤
９ａ，９ｂ 側面
１０ 二材成形用射出成形機（射出成形機）
１１ 射出ユニット
１２ 射出ユニット
１４ 可動型盤開閉手段
１４ａ ボールねじ軸
１４ｂ ボールねじナット
１４ｃ サーボモータ
１５ 反転型盤開閉手段
１５ａ ボールねじ軸
１５ｂ ボールねじナット
２０ 型締め手段
２１ タイバー
２２ タイバー固定手段
２３ 油圧シリンダ
５０ 制御部
Ｃ１ キャビティ（第２キャビティ、第１キャビティ）
Ｃ２ キャビティ（第１キャビティ、第２キャビティ）
Ｐ１ 第１の溶融樹脂（第１の材料）
Ｐ２ 第２の溶融樹脂（第２の材料）
Ｓ１ 一次成形体
Ｓ２ 二次成形体

Claims (5)

1. 第１キャビティが形成されてなる第１金型部と、
   第２キャビティが形成されてなるとともに前記第１金型部と直列に配置された第２金型部と、を備える射出成形機を用いた射出成形方法であって、
   前記第１キャビティ内に材料を射出するとともに前記第１キャビティ内の前記材料を圧縮する第１成形工程と、
   前記第２キャビティ内に材料を射出する第２成形工程と、を有し、
   前記第１成形工程および前記第２成形工程では、前記第１金型部および前記第２金型部を型締め手段により一体に型締めし、
   前記第２成形工程において前記第２キャビティ内に前記材料を射出することによって前記第２金型部に生じる圧力を前記第１金型部に作用させるとともに、前記型締め手段による型締め力を低減させ、前記第１キャビティ内の前記材料に圧縮力を付加する射出成形方法。
2. 前記第２成形工程は、前記第２キャビティ内に射出した材料の圧力によって前記第２金型部を開いた後、前記第２金型部を閉じて前記第２キャビティ内の前記材料に圧縮力を付加する請求項１記載の射出成形方法。
3. 第１の材料からなる一次成形体に第２の材料を積層させることで前記第１の材料と前記第２の材料とからなる二次成形体を形成するため、
   前記第１成形工程では、前記第１キャビティ内に前記一次成形体を収容した状態で前記第２の材料を射出して前記二次成形体を形成し、
   前記第２成形工程では、前記第２キャビティ内に前記第１の材料を射出することによって、前記一次成形体を形成する請求項１又は２に記載の射出成形方法。
4. 第１キャビティが形成されてなる第１金型部と、
   第２キャビティが形成されてなるとともに前記第１金型部と直列に配置された第２金型部と、
   前記第１金型部および前記第２金型部を一体に型締めする型締め手段と、
   前記第１キャビティ内に材料を射出するとともに前記第１キャビティ内の前記材料を圧縮する第１成形工程、および前記第２キャビティ内に材料を射出する第２成形工程を実行する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記第１成形工程および前記第２成形工程で、前記第１金型部および前記第２金型部を前記型締め手段により一体に型締めし、
   前記制御部は、前記第２金型部の前記第２キャビティ内に材料を射出することによって前記第２金型部に生じる圧力を前記第１金型部に作用させるとともに、前記型締め手段による型締め力を低減させ、前記第１キャビティ内の前記材料に圧縮力を付加する射出成形機。
5. 固定型盤と、
   前記固定型盤に対して接近・離間する方向に移動可能に設けられた可動型盤と、
   前記固定型盤と前記可動型盤との間に設けられ、前記固定型盤に対向する側と前記可動型盤に対向する側とに反転可能に設けられた反転型盤と、を備え、
   前記第１金型部および前記第２金型部の一方は、前記固定型盤と前記反転型盤との間に設けられ、
   前記第１金型部および前記第２金型部の他方は、前記反転型盤と前記可動型盤との間に設けられている請求項４に記載の射出成形機。

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