JPH0126855B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は熱膨張を利用した金型における樹脂
成形品の成形方法およびその装置に関するもので
ある。

そしてこの発明は、雌雄それぞれの金型におけ
る相対向する全面と、金型を囲繞して固着し、且
つ、金型の前記全面と、その全面の全周を包囲す
る受熱部材の内側壁とでキヤビ部を形成すると共
に、該内側壁に連なる受熱部材の端面を受圧面と
して形成した成型金型を用い、この２つの成形金
型のそれぞれの受圧面を相接触させた型締め操作
時に、受熱部材のみに加熱作用および相反する冷
却作用とを付与し、加熱作用付与による膨張現象
を金型に伝達し、２つの受熱部材における受圧面
の接合による反力によつて後退する互の金型で容
積が増大したキヤビテイに樹脂素材を射出し、然
る後に、受熱部材に対し冷却作用を付与して収縮
現象を生じさせ、その現象を金型に伝達して拡幅
しているキヤビテイを収縮させ、キヤビテイ内に
射出した樹脂全体に対して押圧作用を与えて高密
度の射出成形品を製出しようとするものである。

従来は、合成樹脂成形品を金型より取り出す際
に、その成形品は、所望する形状より変形して完
成することが多い。その変形現象ならびにその状
態を俗に「ヒケ」と称している。この「ヒケ」現
象は、合成樹脂の射出成形加工において避けて通
れない一つの不利益現象であつて、その成形品が
高精度を旨とする物品であるならば「ヒケ」によ
る歪み製品は不良品であつて使用不能。また、精
密を要する物品以外であつても美的感覚を要求す
る物品であれば演出しようとする効果は「ヒケ」
によつて半減する。

そこで、何んとか「ヒケ」現象を皆無にしよう
と、先ずその原因を究明したところ、成形直後の
冷却速度の不均一化、即ち、各分子の移動変化不
均整が最も多い原因であろうと判明した。次い
で、その対策の究明に入り、現在「ヒケ」対策の
手段はさまざまな方法が開発され、且つ、実施さ
れていて、一応外観的ヒケ防止策は完成されたか
のようにみえて来た。

その代表的な手段の一つが成形に際し、「ヒケ」
現象が予想される箇所において金型側に成形品の
「ヒケ」による凹没現象を予め算定し、その凹没
量を加算して、成品においては隆起状態となるよ
うに金型に対し凹没させた形状を構成させてい
る。この金型の予想凹没形成は「勘」により形成
しているものである。しかしながら、この金型に
対して予想凹没形成を構成することを可能とする
箇所であれば、これ等、金型加工によつて何んと
か「ヒケ」作用による凹没現象を防止し得るもの
であるが、製品の種類あるいはその形状、また、
製品の特定箇所によつては金型側の細工を不可と
することもあり、このような場合は型内に射出す
る被成形材に通常よりも高い圧力を加えて「ヒ
ケ」を生じ易い箇所にその密度を高めてこれ等の
不利益を防止しているのが現状である。

しかしながら、上記した「ヒケ」対策は、成形
品に対し、外見上の「ヒケ」を防止することが可
能とする場合はこれ等の手段で充分であるが、被
成形品のなかには成形時の応力を嫌うもの、成形
品密度の不均一を嫌うものもあり、これ等の被成
形品に対しては上記した２つの代表的「ヒケ」対
策手段を用いることができない。

そこで、この発明の開発となつたものである
が、金型におけるキヤビテイに対しては被成形品
の所望する形状に対応するものとし、更に、樹脂
の射出時において、従来の射出に必要な圧力をも
つて射出し、従来の「ヒケ」対策に用いられた高
圧射出を排除するものであつて、キヤビテイを形
成するの双方の金型が最終所望キヤビテイ形状に
到達する直前より極微小間隙を超高圧により締め
付けることによつて「ヒケ」現象を防止すること
を主旨とするものである。

この金型に対して超高圧により締め付ける手段
は、雌雄それぞれの金型における相対向する全面
と、金型を囲繞して固着し、且つ、金型の作用面
とその作用面の全周を包囲する受熱部材の内側壁
とでキヤビ部を形成すると共に、該内側壁に連な
る受熱部材の端面を受圧面として形成した成形金
型を用い、その受熱部材のみに対し加熱および冷
却の付与作用を反復して行い、収縮現象ならびに
膨張現象を生じさせ、これ等の現象を金型に伝達
し、わずかな距離区間の開型、閉型方向への往復
運動を生ずるように作用させ、加熱付与によつて
膨張する受熱部材端面の受圧面のつき合せによる
型締圧によつて離反した金型によつて容積が増大
したキヤビテイ内に被成形品素材を射出し、該射
出工程完了後の受熱部材に対し冷却作用を付与
し、冷却による収縮現象で双方の金型の相接近す
る作用が射出された樹脂素材の押圧力となるよう
にしたものである。

次に、この発明の実施例を図面と共に説明すれ
ば、雌雄を形成する双方の金型１，１′において
相対向して型締する面の全面２，２′と、該金型
１，１′を囲繞固着し、前記全面２，２′と該全面
２，２′の全周を包囲する受熱部材３，３′の内側
壁４，４′とで形成金型５，５′として所望する形
態のキヤビ部６，６′を形成し、前記内側壁４，
４′に連なる受熱部材３，３′の端面同志を相接触
させて型締圧を受ける面を受圧面７，７′として
それぞれの成形金型５，５′を形成し、一方ある
いは場合により双方の成形金型５の金型１に前記
キヤビ部６に開口する射出口９を設ける。このよ
うにした成形金型５，５′の金型１，１′に対し、
前記キヤビ部６，６′を具備しない後端面を金型
支持枠８，８′し、型締め型開の操作が行えるよ
うにしてある。この金型支持枠８，８′は双方可
動式と、一方のみを可動させる単方可動式とがあ
り、第１図示においては射出口９を具備する金型
１は基台（図示せず）に固着し、金型１′のみが
可動し、型締、型開き操作が行えるようにしてあ
る。この場合、押圧作用を受ける金型１はその反
力を金型支持枠８により金型１′に与える。また
他方の金型１′は可動式の金型支持枠８′に固着さ
れキヤビ部６，６′で形成されたキヤビテイ内に
おいて成形された製品は、金型支持枠８′の稼動
による開閉動作で取り出し作業が行えるようにし
てある。

しかしながら、本発明は上記の金型支持枠８，
８′構成は要旨外であることから、それ等の双方
可動式単方可動式等の細部構成についての説明は
省略する。図中符号１０は前記金型開閉手段であ
る。１１は受熱部材３，３′内に穿孔した流体媒
体通孔で、熱媒体供給源１２と開閉弁１３を介装
した導管１４で前記流体媒体通孔１１とを接続す
るものである。

以上のように構成した成形金型５，５′の受熱
部材３，３′に対し、樹脂成形時に加熱および冷
却作用を付与するものである。

この熱付与工程のうち、先ず加熱付与について
述べれば、空気を媒体とする熱照射、超音波照
射、輻射熱照射、火焔照射等の各照射手段と、液
体あるいは気体等の流体熱媒体からの熱交換によ
る手段等とがあり、いずれの手段であつてもこれ
等の熱伝達手段の種類およびその付与手段の方法
等を限定するものではない。また、冷却手段は自
然冷却を含む強制冷却手段等で、低温空気の吹き
付け、冷媒ガス、水等の流体があげられる。そし
て、これ等の冷却手段も前記加熱手段と同様に冷
却手段の種類およびその付与手段の方法等を限定
するものではない。これ等の加熱手段および冷却
手段について、図示においては最も手近で簡単に
用いることができる温水と冷水とを利用し、これ
等を交互に流通できるように示したものである。

次に、以上のように構成した装置の作用につい
て述べれば、予め金型１，１′を被成形品の成形
時に最適なる温度を付与しておく、この温度付与
は受熱部材３，３′の加熱、冷却とは一切関係な
く、また、その加熱、冷却作用を金型１，１′に
対して影響させないほうが望ましい。このように
金型１，１′が所定の温度に上昇させるとき、金
型１，１′を囲繞する受熱部材３，３′に対しても
別な加熱手段をもつて独自に温度上昇作用を図
る。このようにして双方の成形金型５，５′を相
接近させ互の受圧面７，７′を接触させればキヤ
ビ部６，６′によりキヤビテイが形成されるが、
この場合のキヤビテイの容積は被成形品の容積よ
りもわずか大である。即ち、受熱部材３，３′に
加熱付与が行われていることにより該受熱部材
３，３′は金型１，１′より熱膨張現象が生じてお
り、この膨張した受熱部材３，３′のそれぞれの
受圧面７，７′が当接することによつて金型１，
１′のキヤビ部６，６′の底部を形成する全面２，
２′間の距離は増大している。このようにキヤビ
部６，６′によつて形成された容積が増大してい
るキヤビテイに樹脂素材を射出する。この射出工
程開始後設定した時点で受熱部材３，３に対する
加熱付与工程は冷却付与工程に切替られ該受熱部
材３，３′の膨張現象から収縮現象へと移行する。
この作業時、金型１，１′に対して金型開閉手段
１０はそれぞれの金型１，１′に型締め作用が働
くように操作されているので受熱部材３，３′に
おける受圧面７，７′の密接触状態は膨張現象か
ら収縮現象に移行してもいささかも変化はなく、
行つて、受熱部材３，３′の収縮現象と連動して
金型１，１′のみが相接近してキヤビテイの容積
を小に移行すると共に該容積内の射出された樹脂
は小容積に移行に比例した押圧力を受けて圧縮さ
れるものである。

このようにこの発明は成形金型５，５′におい
てキヤビ部６，６′形成部を比較的熱膨張による
変化を受けない金型１，１′と、加熱、冷却の熱
付与操作によつて膨張ならびに収縮する受熱部材
３，３′の異質な作用を示す部材によつて構成さ
れこれ等の異質作用を利用して一旦キヤビテイ内
に射出された樹脂に対し、該キヤビテイ自体の収
縮によつて成形品全体に均一の押圧力で加圧する
ことにより均一密度の製品となり、「ヒケ」、歪等
の不利益現象は完全に排除され、且つ、成形品の
全体が分子的にも均等で整つた製品となるので、
その成形品が光学的等の高精密度を要求されるも
のであつてもその所望する条件を満たすことがで
きる成形品を産出することができる等の効果を有
するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を説明するための略断面
図、第２図は要部の拡大略断面図。 １，１′……金型、２，２′……全面、３，３′
……受熱部材、４，４′……内側壁、５，５′……
成形金型、６，６′……キヤビ部、７，７′……受
圧面、１０……金型開閉手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 雌雄を形成する双方の金型における相対向す
   る全面と、該金型を囲繞固着し、且つ、前記全面
   の該全面の全周を包囲する受熱部材の内側壁とで
   成形金型として所望する形態のキヤビ部を形成
   し、前記内側壁に連なる受熱部材の端面同志を相
   接触させて型締圧を受ける面を受圧面とし、この
   受圧面同志を相対向させて成形金型としてのつき
   合せる所望の位置で接触させ、これ等の受熱部材
   のそれぞれのみに加熱作用および冷却作用を交互
   に反復して行い、この熱作用を受る受熱部材が加
   熱による膨張および冷却による収縮の現象を生じ
   させ、これ等の伸縮作用をそれぞれの金型に伝達
   し、わずかな距離区間内を開型、閉型方向への往
   復運動を生ずるように作用させ、加熱付与によつ
   て膨張する受熱部材のつき合せによつて離反した
   金型によつて容積が増大した２つのキヤビ部によ
   つて形成されたキヤビテイ内に樹脂素材を射出
   し、該射出工程開始後の設定時に受熱部材に対し
   冷却作用を付与し、該冷却作用による収縮現象で
   双方の金型の相接近する作用がキヤビテイの容積
   を小にし該キヤビテイ内の樹脂全体に対し押圧力
   を付与することができるようにして成る熱膨張を
   利用した金型における樹脂成形品の成形方法。 ２ 雌雄を形成する双方の金型における相対向す
   る全面と、該金型を囲繞固着し、且つ、前記全面
   と該全面の全周を包囲する受熱部材の内側壁とで
   成形金型として所望する形態のキヤビ部を形成
   し、前記内側壁に連なる受熱部材の端面同志を相
   接触させて型締圧を受ける面を受圧面としてそれ
   ぞれの成形金型を構成し、一方の成形金型を基台
   に固着し他方の成形金型に金型開閉手段を接続す
   るかもしくは双方の成形金型のそれぞれに各々別
   個の金型開閉手段を接続して各成形金型における
   受熱部材の受圧面が離接できるようにし、該受圧
   面の接触型締め操作時に受熱部材のみに加熱およ
   び冷却の付与操作をできるようにし、加熱付与時
   に受熱部材の膨張現象による互の金型の離反作用
   を生じさせ、また、冷却作用付与時には受熱部材
   の収縮現象によつて互の金型の相接近作用を生じ
   させることができるようにして成る熱膨張を利用
   した金型における樹脂成形品の成形装置。