JPH04175126A - 射出成形方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、射出成形方法及び装置に関するものである。

（ロ）従来の技術 一般的に、レンズやミラーなどの光学部品は、高い表面
精度が要求される。たとえば第３図に示すようなポリゴ
ンミラーを従来の射出成形方法によって製造する場合、
第４図に示されるような成形工程にしたがって成形して
いた。すなわち、型閉−型締→射出装置のノズル前進−
射出・保圧−成形品冷却一型開一成形品突き出しの順序
で作動させていた。なお、冷却工程中に射出装置は、次
の射出用樹脂の可塑化を行い、可塑化終了後にノズルを
後退させるようにしている。このような射出成形方法に
よって製造されたポリゴンミラーのミラー面６０の平面
度は、０．６μ程度が限度であった。

（ハ）発明が解決しようとする課題 しかしながら、ポリゴンミラーのなかには、ミラー面６
０の平面度０．２μ以下を必要とするものがある。従来
の射出成形方法によってこのような高精度の平面度のも
のを製造することはできなかった。たとえば、金型内に
溶融樹脂が射出先てんされる場合にキャビティの下部か
ら充てんが行われてキャビティの上部では最後に充てん
されることになる。このような時間的な充てんの不均一
によって、成形品の各部で冷却時間か微妙に違うことに
なり、これによって不均一な残留応力が発生し、これが
成形精度に悪影響を与えると考えられる。また、充てん
が均一に行われたとしても、成形品の冷却時には樹脂の
収縮が発生し、成形品の形状（各部の肉厚の違いなど）
によって各部の収縮量が異なることになる。このため成
形品内に不均一な残留応力が発生し、成形精度を狂わせ
る原因になると考えられる。このように成形品に不均一
な残留応力を発生させる原因はいくつかあり、これを解
消して樹脂光学部品などの面精度を向上させることは大
変困難であった。

本発明はこのような課題を解決することを目的としてい
る。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、キャビティ内に移動コアを設けて、キャビテ
ィの容積が小さい状態から射出を開始し、樹脂の充てん
に伴って増大する射出圧力によって移動コアをキャビテ
ィ容積増大方向に移動させながら射出を行い、また、成
形品の冷却時に−は、移動コアを成形品容積縮小方向に
押すようにすることにより、上記課題を解決する。すな
わち１本発明の射出成形方法は、キャビティ内に移動可
能に配置した移動コアをキャビティ容積減少方向に押し
付ける押付力を作用させた状態で溶融樹脂の射出を開始
し、キャビティ内に溶融樹脂が充てんされてキャビティ
内の樹脂圧が高くなることにより移動コアを押付力に抗
してキャビティ容積増大方向に移動させて溶融樹脂を最
終的なキャビティ形状に充てんし。

次に金型内においてゲートを切断し、 次に移動コアに押付力を作用させて成形品を圧縮しなが
ら成形品の冷却を行い、 移動コアの押付力を解除して型開し、成形品を取出すよ
うにしている。

なお、移動コアに押付力を作用させて成形品を圧縮しな
がら成形品の冷却を行う工程中、移動コアに振動を与え
るようにするとよい。

また、上記方法を実施するための本発明の請求項３の射
出成形装置は、固定盤（１０）と、これと対向して配置
され固定盤（１０）に近付く方向及び固定盤（１０）か
ら遠ざかる方向に移動可能な可動盤（１２）と、を有し
ており、両盤（１０・１２）間に設けられた金型（１４
・２２）内に溶融樹脂を射出するものを対象にしており
、金型（１４・２２）キャビティ内にキャビティ容積減
少位置とキャビティ容積増大位置との間を移動可能な移
動コア（４４）が設けられており、両盤（１０・１２）
のいずれか一方に金型（１４・２２）を通して移動コア
（４４）をキャビティ容積減少方向に押すコア駆動装置
（３２・３４・３６・３８・４２）が設けられている。

また、本発明の請求項４の射出成形装置は、固定側金型
（１４）の内径部に軸方向に移動可能に設けられたスラ
イドスプルー（２６）と、これを金型パーティング面か
ら遠ざかる向きに作用させたスプリング（２８）と、可
動盤（１２）に固定されこれと可動側金型（２２）との
間に配置された軸方向に穴を有する中間部材（１８）と
、を有しており、 可動側金型（２２）は、これの軸方向に穴を有し、かつ
中間部材（１８）に重ね合わせて固定されており、 可動側金型（２２）の穴内に軸方向に移動可能に設けら
れた環状の移動コア（４４）と、可動盤（１２）に設け
られた第１シリンダ（３２）と、これにはめ合わされた
ピストン（３４）と、これに連結されたピストンロッド
（３６）と、上記中間部材（１８）の穴内に配置された
板状のプレート（３８）と、これに一端側が固定される
とともに他端側か上記移動コア（４４）に固定される連
結棒（４２）と、可動側金型（２２）に設けられた第２
シリンダ（４６）と、これにはめ合わされたゲートカッ
トピストン（４８）と、これに連結されたゲートカット
ロッド（５０）と、を有しており、 両金型（１４・２２）と、移動コア（４４）の連結棒取
付端部とは反対側の端部と、ゲートカットロッド（５０
）の端部側外周面とに囲まれる空間部によってキャビテ
ィ（Ｄ）が形成されており、 第１シリンダ（３２）のピストンヘッド側に油圧を供給
したとき、ピストン（３４）のピストンロッド（３６）
の端部がプレート（３８）を押すことによって連結棒（
４２）を介して移動コア（４４）がキャビティ容積減少
方向に押されるようになっている。なお、かっこ内の符
号は実施例の対応する部材を示す。

（ホ）作用 キャビティ内の移動コアをキャビティ容積縮小位置に位
置させた状態で射出を開始する。小さい空間内に溶融樹
脂が充てんされるにしたがってキャビティ内には射出圧
力が作用し、移動コアをキャビティ容積増大方向に移動
させるので、新たな小さい空間が形成される。上記の動
作が連続的に繰り返される。これにより最終的に成形品
に応じた形状の樹脂がキャビティ内に均一に充てんされ
る。成形品内部の残留応力は小さいものとされる。射出
終了後、保圧が行われ、成形品の冷却が開始される。移
動コアは成形品を圧縮する方向（キャビティ容積縮小と
同じ方向）に押される。

これにより樹脂の冷却収縮時の残留応力が均一化される
。こうすることによって残留応力か小さ（、平面度の優
れた成形品を成形することかできる。

なお、冷却工程時、移動コアを、これに振動を与えなが
ら、成形品圧縮方向に押すことにより、充てん時の樹脂
の配向性を解消し、射出圧力による内部の不均一な応力
を減少させることができるので、成形品の平面度をより
優れたものとすることができる。

（へ）実施例 第１図に本発明の金型の実施例を示す。なお図中、軸方
向の中心線０周りに配置された各部材は、中心線Ｃを境
にして上下で軸方向の作動関係位置を違えて示しである
。図中右側の固定盤１０と向かい合う位置に可動盤１２
が配置されている・。可動盤１２は、後述するように図
中前後に配置された複数の部材と共に、図示の型閉位置
と、これよりも左方の型開位置との間を移動可能である
。固定盤１０は固定部に固定されており、これに固定側
金型１４がボルト１６によって固定されている。固定側
金型１４には、段付き状の穴か形成されており、これに
段付き筒状のスライドスプルー２６が軸方向に移動可能
にはめ合わされている。スライドスプルー２６の内径部
には、樹脂の通路となるスプルー２６ａと、射出装置の
ノズル３０の球面外形に合わせた球面穴とが形成されて
いる。固定側金型１４の段付き穴の段部とスライドスプ
ルー２６の段部との間の軸方向の空間部にスプリング２
８が図中上下２個所に配置されている。スプリング２８
は、スライドスプルー２６を図中右方向に押すように作
用している。すなわち、スライドスプルー２６は、これ
に外力が作用していないときは、固定側金型１４の図中
右側の内壁面１４ａに押付けられるようになっている。

一方、可動盤１２側には、中間部材１８及び可動側金型
２２が、軸方向に互いに積み重ねて配置されている。可
動盤１２には、中間部材１８がボルト２０によって固定
されている。中間部材１８には可動側金型２２がボルト
２４によって固定されている。可動盤１２の図中左端部
には、これと−体的に第１シリンダ３２が形成されてお
り、これにピストン３４がはめ合わされてい る。これのピストンロッド３６は、可動盤１２及び中間
部材１８のそれぞれの中心穴を貫通している。第１シリ
ンダ３２には油圧口３２ａ及び３２ｂが形成されている
。第１シリンダ３２．ピストン３４及びピストンロッド
３６によって油圧エジェクタＡが構成されている。中間
部材１８には、内径空間部が形成されており、これに円
板状のプレート３８が配置されている。プレート３８に
は、軸方向に２本の連結棒４２がそれぞれボルト４０に
よって固定されている。連結棒４２の先端側は、可動側
金型２２を貫通しており、これにリング状の移動コア４
４が固定されている。第１シリンダ３２．ピストン３４
．ピストンロッド３６、プレート３８及び連結棒４２に
よってコア駆動装置Ａが構成されている。可動側金型２
２の図中右端側の内径部、移動コア４４の図中右端側の
壁部、固定側金型１４の左端側の壁部及び後述するゲー
トカットピストン４８のゲートカッ！・ロッド５０の外
径部によってキャビティＤが形成されている。また、可
動側金型２２の図中左端部には、これと一体的に第２シ
リンダ４６が形成されており、これにゲートカットピス
トン４８がはめ合わされている。第２シリンダ４６には
、油圧口４６ａ及び４６ｂが形成されている。ゲートカ
ットピストン４８のゲートカットロッド５０は、可動側
金型２２及び移動コア４４のそれぞれの中心穴を貫通し
ており、これの図中右端部は、スライドスプルー２６の
左端部に接触している。

ゲートカットロッド５０の図中右側の端部は、キャビテ
ィＤ内まで伸びており、ゲート５２の壁の一部を形成し
ている。第２シリンダ４６．ゲートカットピストン４８
及びゲートカットロッド５０によってゲートカット装置
Ｂが構成されている。ゲートカット装置Ｂのゲートカッ
トロッド５０は、図中右方向に移動することによりゲー
トを切断することか可能である（第１図、中心線Ｃの下
半分側を参照）。可動盤１２は、中間部材１８、可動側
金型２２．コア駆動装置Ａ、移動コア４４．ゲートカッ
ト装置Ｂなどと共に図示の型閉位置と、これよりも図中
左方の型開位置との間を移動可能である。型開された状
態で、コア駆動装置へのピストンロッド３６は、図中右
方向に移動することにより、移動コア４４を介してキャ
ビティＤ内の成形品を突き出すことが可能である。

コア駆動装置Ａは、成形品の突き出しを行うだけではな
く、油圧口３２ａと油圧口３２ｂとから交互に振動的に
油圧を作用させることにより、キャビティＤ内の成形品
に振動を与えることが可能である。

次にこの実施例の作用を第２図の成形工程図を参照しな
がら説明する。第１図中、軸方向の中心線Ｃより上の部
分は、型閉後・射出前の部材の配置関係を示している。

すなわち、可動盤１２側のピストン３４．プレート３８
．連結棒４２及び移動コア４４は、それぞれ後退位置に
ある（第２図の型閉、ゲートカット抜き・・・以下かっ
こ内は第２図のものを示す）。図示してない型締装置を
作動させて型締を行う（型締）。第１シリンダ３２の左
端側の油圧口３２ａから油圧を供給してコア駆動装置Ａ
のピストン３４を図中右方の仮想線で示す位置まで移動
させる。これにより移動コア４４は、ピストンロッド３
６．プレート３８及び連結棒４２を介して図中右方に移
動し、仮想線で示す前進位置に位置する（移動コア４４
前進）。すなわち、キャビティＤの空間部は、最も容積
の小さい状態とされる。油圧口３２ａは、油圧を加えた
状態を維持しておく。同時にノズル３０は、図中実線で
示す位置から左方の仮想線で示す位置に移動してスライ
ドスプルー２６の球面　−穴にはまり込んだノズルタッ
チ状態となり、スライドスプルー２６をスプリング２８
の力に抗して固定側金型１４に押付ける（ノズル３０前
進）。

この状態でノズル３０から溶融樹脂の射出が行われる（
射出）。溶融樹脂は、スライドスプルー２６内のスプル
ー２６ａ、ゲート５２を通って薄い環状のキャビティＤ
内に射出される。これによりキャビティＤ内の圧力が高
くなり、移動コア４４を第１シリンダ３２の左側の油室
の圧力に抗して左方に押し、キャビティＤ内に新たな空
間を形成させる。これらの動作が連続的に行われて、溶
融樹脂の充てんと共に移動コア４４を左方に移動させて
いく　（移動コア４４後退）。移動コア４４が第１図中
、中心線Ｃよりも上側の実線で示す後退位置まで後退す
ると、溶融樹脂の充てんは終了する。射出に引き続いて
保圧工程に入る（保圧）。保圧工程終了後、第１シリン
ダ３２の左側の油室の圧力は、Ｏにされる（移動コア４
４圧抜き）。同時にノズル３０は図示の実線位置まで後
退する（ノズル３０後退）。これにより、スライドスプ
ルー２６は、スプリング２８の力により、第１図中、中
心線Ｃより下側の実線で示す位置まで移動する。次にゲ
ートカット装置Ｂの第２シリンダ４６の油圧口４６ａか
ら左側の油室に油圧を供給しゲートカットピストン４８
を図中右方向に移動させる。これにより、ピストンロッ
ド５０の図中右端部がゲートを切断する（ゲートカット
人）。これと同時か、これよりやや遅れて第１シリンダ
３２の図中左側の油室に油圧を供給し、移動コア４４を
図中右方向に押し、キャビティＤ内の冷却中の樹脂を圧
縮する（移動コア４４圧縮）。樹脂を圧縮する力Ｆは、
上記油室に供給する圧力を調整することにより、所望の
値に調整することができる。これによりキャビティＤ内
の成形品の冷却に伴う収縮を補うことができる。このと
き、第１シリンダ３２の油圧口３２ａと３２ｂとに交互
に振動的に油圧を供給することにより、成形品に軸方向
の振動を与えることができ、成形品の残留ひずみをより
均一にすることができる。冷却工程の終了近くで図示し
てない射出装置による樹脂の可塑化が行われる（可塑化
〕。

可塑化終了のタイミングに合わせてゲートカット装置Ｂ
を図中中心線Ｃより上側に示す実線位置まで後退させる
（ゲートカット抜き）。冷却工程終了後、可動盤１２な
どを移動して型開を行い（型間）、コア駆動装置Ａを作
動させて成形品の突き出しを行う（突出し）。再び型閉
を行い、上記の動作を繰り返すことにより、成形品を繰
り返し成形することができる。

なお、上記説明では射出成形装置は、軸心を水平に配置
するものとしたが、軸心を垂直に配置することによって
、樹脂を充てんするときの均一度をより向上させること
ができる。

（試験結果） 第１図に示す装置を用いて、第３図に示すようなポリゴ
ンミラーを射出成形した。成形品のミラー面６０の平面
度は、いずれも０．２ｕ以下であった。

（ト）発明の詳細 な説明してきたように、本発明によると、金型内に溶融
樹脂を均一に充てんすることができ、成形品の残留応力
を均一で小さいものとすることができる。したがって平
面度の優れた樹脂成形品を射出成形によって製造するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の射出成形装置の縦断面図、第
２図は本発明の成形工程を説明する成形工程図、第３図
は成形品（ポリゴンミラー）の斜視図、第４図は従来の
成形工程図である。 １０・・・固定盤、１２・・・可動盤、１４・・・固定
側金型、１８・・・中間部材、２２・・・可動側金型、
２６・・・スライドスプルー、２８・・・スプリング、 ３０・・・ノズル、３２・・・第１油圧シリンダ、３４
・・・ピストン、３６・・・ピストン口　　　ツ　　　
ド　　、　　　　３　　８　　　・　　　・　　　・　
　　プ　　し　　−　　　ト　　。 ４２・・・連結棒、４４・・・移動コア、４６・・・第
２油圧シリンダ、４８・・・ゲートカットピストン、５
０・・・ピストンロッド、５２・・・ゲート、Ａ・・・
コア駆動装置、Ｂ・・・ゲートカット装置、Ｃ・・・中
心線、Ｄ・・・キャビティ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、キャビティ内に移動可能に配置した移動コアをキャ
   ビティ容積減少方向に押し付ける押付力を作用させた状
   態で溶融樹脂の射出を開始し、キャビティ内に溶融樹脂
   が充てんされてキャビティ内の樹脂圧が高くなることに
   より移動コアを押付力に抗してキャビティ容積増大方向
   に移動させて溶融樹脂を最終的なキャビティ形状に充て
   んし、次に金型内においてゲートを切断し、 次に移動コアに押付力を作用させて成形品を圧縮しなが
   ら成形品の冷却を行い、 移動コアの押付力を解除して型開し、成形品を取出す射
   出成形方法。 ２、移動コアに押付力を作用させて成形品を圧縮しなが
   ら成形品の冷却を行う工程中、移動コアに振動を与える
   ことを特徴とする請求項１記載の射出成形方法。 ３、固定盤（１０）と、これと対向して配置され固定盤
   （１０）に近付く方向及び固定盤（１０）から遠ざかる
   方向に移動可能な可動盤（１２）と、を有しており、両
   盤（１０・１２）間に設けられた金型（１４・２２）内
   に溶融樹脂を射出する射出成形装置において、 金型（１４・２２）キャビティ内にキャビティ容積減少
   位置とキャビティ容積増大位置との間を移動可能な移動
   コア（４４）が設けられており、両盤（１０・１２）の
   いずれか一方に金型 （１４・２２）を通して移動コア（４４）をキャビティ
   容積減少方向に押すコア駆動装置（３２・３４・３６・
   ３８・４２）が設けられている射出成形装置。 ４、固定盤（１０）と、これと対向して配置され固定盤
   （１０）に近付く方向及び固定盤（１０）から遠ざかる
   方向に移動可能な可動盤（１２）と、を有しており、両
   盤（１０・１２）間に設けられた金型（１４・２２）内
   に溶融樹脂を射出する射出成形装置において、 固定側金型（１４）の内径部に軸方向に移動可能に設け
   られたスライドスプルー（２６）と、これを金型パーテ
   ィング面から遠ざかる向きに作用させたスプリング（２
   ８）と、可動盤（１２）に固定されこれと可動側金型（
   ２２）との間に配置された軸方向に穴を有する中間部材
   （１８）と、を有しており、 可動側金型（２２）は、これの軸方向に穴を有し、かつ
   中間部材（１８）に重ね合わせて固定されており、 可動側金型（２２）の穴内に軸方向に移動可能に設けら
   れた環状の移動コア（４４）と、可動盤（１２）に設け
   られた第１シリンダ（３２）と、これにはめ合わされた
   ピストン（３４）と、これに連結されたピストンロッド
   （３６）と、上記中間部材（１８）の穴内に配置された
   板状のプレート（３８）と、これに一端側が固定される
   とともに他端側が上記移動コア（４４）に固定される連
   結棒（４２）と、可動側金型（２２）に設けられた第２
   シリンダ（４６）と、これにはめ合わされたゲートカッ
   トピストン（４８）と、これに連結されたゲートカット
   ロッド（５０）と、を有しており、 両金型（１４・２２）と、移動コア（４４）の連結棒取
   付端部とは反対側の端部と、ゲートカットロッド（５０
   ）の端部側外周面とに囲まれる空間部によってキャビテ
   ィ（Ｄ）が形成されており、 第１シリンダ（３２）のピストンヘッド側に油圧を供給
   したとき、ピストン（３４）のピストンロッド（３６）
   の端部がプレート（３８）を押すことによって連結棒（
   ４２）を介して移動コア（４４）がキャビティ容積減少
   方向に押されることを特徴とする射出成形装置。