JPH0526646B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、樹脂成形、セラミツク成形等の成形
加工に用いる射出圧縮成形装置に関するものであ
る。

従来例の構成とその問題点 射出成形では、金型構造によつて厳密に固定さ
れたキヤビテイー中へ溶融樹脂を射出充填し、ゲ
ート部の細い部分が固化するまで保圧と呼ばれる
操作によつて射出シリダーよりスプルやランナ部
の樹脂を介して圧力を付加し、キヤビテイ部の樹
脂が逆流しないようにし、ゲート固化後はキヤビ
テイ内樹脂のもつ熱量を金型へ伝熱して冷却さ
せ、製品とすることが行なわれる。

溶融した樹脂の密度は固定の密度より小さいの
が通常であつて、溶融した樹脂は固化していくに
つれて体積が小さくなつていく。すなわち収縮が
起こる。

一例としてφ100mm、肉厚10mmの製品を考えた
場合、樹脂密度が溶融状態で1.17、固体状態で
1.20であるとして、溶融状態の体積がキヤビテイ
の体積78.54c.c.と等しい状態から、固化し常温に
なると76.57c.c.となる。仮りにいま、この減少し
た体積により厚さ方向だけに収縮が起こるとする
と、出来上つた製品の厚さは9.75mmとなり、0.25
mmの肉厚不足となる。このような収縮に対処する
ため、金型がパーテイングラインでわずかに開く
までオーバーパツクしてやる方法が検討され、そ
の際の金型開き量を制御する方法（特開昭50−
39351）や、オーバパツクしやすいようなキヤビ
テイを用いるローリンクス法（1965年４月号プラ
スチツク誌）が提案されている。また金型内にキ
ヤビテイやコアを前進後退できるように小さな油
圧シリンダーを埋めこんでおくか、エジエクター
用シリンダーを用いるかして、意識的にキヤビテ
イを大きくして射出し、充填完了後にシリンダー
を前進させてキヤビテイを小さくして所定の厚さ
の成形品を得ることが提案（1964年６月号SPEジ
ヤーナル紙．519頁．H.Holt：“New techniques
in Shrinkage control”）され、マイクロモルダ
ー法として知られている。

前記のオーバーパツクの方法は、高射出圧力を
要するという欠点とともに、製品が偏肉である場
合には収縮の小さい肉薄部で収縮補正効果が制限
されることが認められている。またマイクロモル
ダー法の場合には、シリンダーラムの前進は収縮
にともなつて起り、移動コア側の製品面が精度良
く出来上るものの、対面の精度は充分でない。こ
のような現況に鑑み、型締力を用いて圧縮操作を
行いうる射出圧縮成形装置がエンゲル社により提
案されている。この方法は、トグル式の型締力を
圧縮圧として用いるように射出工程ではトグルを
完全に伸ばしきらないように保持し、圧縮工程で
伸ばしきる画期的なものであるが、高圧成形機に
は適用できない。またトグルによる圧縮方法で
は、圧縮圧の制御ができないという最大の欠点が
ある。

圧縮圧の制御が必要であることは、第１図にお
ける「樹脂に付加される圧力−樹脂の比容−樹脂
の温度」の関係を示す。P.V.T曲線により次のよ
うに説明できる。

すなわち、横軸に樹脂温度Ｔをとり、縦軸に樹
脂の比容Ｖをとり、一定の圧力（反作用としての
樹脂の圧力と考えても良い）Ｐのもとでの樹脂の
比容Ｖと樹脂温度Ｔの関係を示すのがP.V.T曲線
である。前述のような射出圧縮成形装置を用いて
金型のキヤビテイに樹脂を射出充填し、圧縮し取
り出すまでを第１図のグラフの上で追つてみる。
射出一次圧終了点を（Ｖ−Ｐ）Ａで示すと、射出
によつて樹脂温度が下がりながら樹脂圧が増大す
る過程〔Ａ→Ｂ〕があり、保圧が完了しても樹脂
温度は下がりつづけ、外からの圧力がないので体
積が収縮し、圧力の低い時の比比容となるため
〔Ｂ→Ｃ〕の過程をたどる。ここで逆流に配慮し
つつトグルを伸ばし切つて圧縮操作を行なうと、
樹脂温がほとんど冷えない間に樹脂圧力が増大し
〔Ｃ→Ｄ〕となる。このときトグルが伸び切つて
いるとすると、その後は樹脂温が下がり、圧力が
減少するという過程〔Ｄ−Ｅ〕となる。このとき
比容が低下するので樹脂は動かされることにな
り、流動性が悪くなつた状態で樹脂に圧力を付加
するため歪を生じる。この後、取り出し温度に達
して金型を開くと、樹脂圧は外部圧力が減少する
ため比容が増大する過程〔Ｅ→Ｆ〕となり、大気
圧の中で樹脂温度が常温となる過程〔Ｆ→Ｇ〕が
それに続き、成形が完了する。この場合の成形収
縮率は〔Ｅ〕と〔Ｇ〕の比容の差から求めること
ができる。トグルによる圧縮方法は、腕の長さが
固定しているため位置決めによつて圧力を調整す
るが、その圧力は金型温度、タイバー温度、位置
の設定によつて異なるため、その圧力を固定する
ことが困難で、P.V.T曲線上で言えばトグルを伸
ばし切つた状態での終点が〔Ｄ〕であるのか
〔D′〕であるのか不明であり、制御することがで
きない。

発明の目的 本発明の目的とするところは、収縮によるヒ
ケ、歪、ボイド等のない面精度の良い製品を得る
ために必要な、 Γ いかにして金型キヤビテイの体積を大きくす
るか、またそのミクロン単位の精密な開きしろ
設定の制御をどうするか。

Γ 製品取出しの型の開閉をスムーズに行うか。

Γ 圧縮圧の制御が可能な圧縮工程。

の３点を備えた射出圧縮成形装置を提供する点に
ある。

発明の構成 上記目的を達成するために本発明における射出
圧縮成形装置は、固定側ダイプレートとタイバー
支持板との間に、これら両者間方向に移動可能な
可動側ダイプレートを設け、この可動側ダイプレ
ートを移動させるシリンダーを固定側ダイプレー
トに設け、両ダイプレートの相対向面側に金型を
配置し、可動側ダイプレートに対応する第１の当
接部材とタイバー支持板に対応する第２の当接部
材と、前記第１，第２の当接部材に連結されたト
グルリンクと、ピストンロツドおよび油圧シリン
ダよりなり、前記可動側ダイプレートのタイバー
支持板側への移動を規制する後退限規制機構を設
け、この後退限規制機構は、トグルリンクが伸び
切り且つ金型が完全に嵌合したときに可動側ダイ
プレートとの間に第１の当接部材が圧縮しろを形
成すべく構成し、さらに圧縮しろ調整機構を設け
ている。

かかる構成によると、金型の型締め型開きと高
圧型締めは、固定側ダイプレートに設けたシリン
ダーによつて可動側ダイプレートを押すか或いは
引つ張ることで行なえ、圧縮工程での圧縮圧の制
御が可能である。また精密な開きしろ設定の制御
は、トグルを使用した後退限規制機構により行な
え、さらに開きしろ、すなわち圧縮しろは圧縮し
ろ調整機構により、精度良く調整し得る。

実施例の説明 以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

先ず第２図に基づいて、本発明の射出圧縮成形
装置における各工程別のダイプレート間距離（デ
イライト）、固定側ダイプレートと可動側ダイプ
レート、タイバー支持板との距離の相関関係を示
し、本発明の概念を説明する。第２図Ｑは低圧型
締時における各プレート間の距離を示しており、
タイバー長はｌで、固定側ダイプレート１と可動
側ダイプレート２の距離l₁は金型厚さに対応す
る。可動側ダイプレート２とタイバー支持板３の
距離l₂はシリンダーラムの移動によつて可変でき
るようになつている。精度良く仕上げられ精度良
く取りつけられた金型の場合、この状態から高圧
型締を行なつても各プレート間の距離に変化はな
いと考えられる。本発明における射出圧縮成形装
置では、射出時には高圧型締を行わずに、第２図
Ｒのように、可動側ダイプレート２が固定側ダイ
プレート１からわずかに離れることにより、金型
はパーテイングライン、または他の型板間でわず
かに開き、金型厚さはl₁＋δとなる。このδは
「圧縮しろ」という。高圧型締を行つている訳で
もないのでタイバー長さはｌのままであり、従つ
て圧縮しろδはl₂の変化を招来してl₂＋δとなる。
射出後の圧縮工程では高圧型締が行われるので第
２図Ｑのようになる。金型厚さはl₁＋δからl₁に
なり、δの分だけ圧縮が行われる。射出工程にお
いて射出圧が増大すると、l₂−δが固定されてい
る本発明のごとき射出圧縮成形装置においては、
タイバー長さがわずかにのび（ｌ＋Δ′となる。
したがつて金型厚さはｌ＋δ＋Δ′となり、その
状態からl₁になるまで圧縮すると実際に圧縮され
る量はδ＋Δ′となる。ここでΔ′はタイバーの径
や射出圧力、投影面積などにより変化する。

以上のことから、射出工程に先き立つて金型を
開く量δは製品の形状、樹脂の温度、射出圧など
を考慮して実験的に求めねばならない。このため
容易にδを調整しなおすことができ、しかも精度
の出る圧縮しろ調整機構が極めて大切である。

本発明は、射出充填時に射出圧がかかつてもl₂
−δを維持し得、かつ射出後、高圧型締操作によ
り圧縮操作を行うことができ、かつ製品を取り出
すための型開きや次のサイクルのための開閉は自
由にでき、さらに圧縮しろをミクロンμｍ単位で
設定できる機構を設けた射出圧縮成形装置に関す
るものである。

以下に本発明の第１実施例を第３図〜第５図に
基づいて説明する。第８図において、固定側ダイ
プレート１とタイバー支持板３との間に複数本の
タイバー４が配設され、これらタイバー４に案内
されて可動側ダイプレート２が、固定側ダイプレ
ート１とタイバー支持板３との間において移動可
能となる。５は前記固定側ダイプレート１に埋設
状に設けた油圧式のシリンダーで、そのピストン
ロツド６を前記可動側ダイプレート２に連結する
ことによつて該可動側ダイプレート２を移動させ
る。両ダイプレート１，２の相対向面側に金型７
が配設される。すなわち金型７は、固定側ダイプ
レート１に取付けた固定型８と、可動側ダイプレ
ート２に取付けた可動型９とからなり、両型８，
９を嵌合させた状態でキヤビテイ１０を形成す
る。前記固定側ダイプレート１側には加熱筒１１
が配設され、固定型８に形成した供給路１２を通
して前記キヤビテイ１０内に溶融樹脂１３を射出
可能としている。前記可動側ダイプレート２のタ
イバー支持板３側への移動を規制するトグルを使
用した後退限規制機構１４を設けている。すなわ
ち後退限規制機構１４は、可動側ダイプレート２
に対向する第１接当部材１５と、タイバー支持板
３に対向する第２接当部材１６と、両接当部材１
５，１６間に設けた複数組のトグルリンク１７
と、これらトグルリンク１７組に対向するように
タイバー支持板３側に埋設形成された油圧式のシ
リンダー１８と、そのピストンロツド１９と前記
トグルリンク１７の中折れ部とを連結する連結ピ
ン２０とから構成され、前記トグルリンク１７が
伸び切り且つ金型７が完全に嵌合したときに、第
１接当部材１５によつて形成される規制面２１と
可動側ダイプレート２の対向面との間に圧縮しろ
δを形成すべく構成してある。２２は圧縮しろ調
整機構で、タイバー４の外端部を螺子部２３にす
るとともに、この螺子部２３に螺合するナツト２
４を設けることにより構成される。

以下、上記第１実施例における作用について説
明する。第３図上半分において、タイバー支持板
３に設けられたシリンダー１８がトグルリンク１
７を引つ張ることにより後退限規制が解除され、
そして固定側ダイプレート１に設けられたシリン
ダー５により可動側ダイプレート２が押され金型
７は型開きされている。この状態から、シリンダ
ー５により可動側ダイプレート２を引つ張り、第
３図下半分に示すように金型７の型締めを行つて
キヤビテイ１０を形成する。そしてシリンダー１
８によりトグルリンク１７が伸ばされ、両接当部
材１５，１６は互に最も離間される。この時、第
２接当部材１６はタイバー支持板３に接当し、ま
た第２接当部材１５は可動側ダイプレート２に接
近してその規制面２１との間に圧縮しろδを形成
する。なお圧縮しろδは、ナツト２４を回転して
タイバー支持板３を前、後に移動させることによ
り精度よく調整し得る。次に、シリンダー５によ
り可動側ダイプレート２を押し、第４図上半分に
示すように該可動側ダイプレート２を規制面２１
に接当させる。この時、型寸開き量δは金型７の
パーテイングラインに圧縮しろδとして移行し、
キヤビテイ１０は圧縮しろδだけ厚くなる。この
状態で、加熱筒１１内の溶融樹脂１３をキヤビテ
イ１０内に射出充填する。ゲートシール完了後、
第４図下半分に示すように、シリンダー５により
可動側ダイプレート２を引つ張ることにより、キ
ヤビテイ１０内の充填された樹脂を圧縮する。そ
してキヤビテイ１０内の樹脂温度が冷却するに従
つて、第５図のP.V.T曲線にのつてＫ→Ｌまで圧
縮圧力を調整し徐々に落していく。

すなわち、直圧方式の油圧による圧縮方法では
その最大圧縮圧は厳密に調整することができ、樹
脂温度が低下するに伴ない樹脂の比容が一定とな
るように、圧縮圧力を低下させるように制御する
ならば、樹脂が固化して行く過程で樹脂が全く変
形しないので歪が生じることもない。このことは
第５図Ｈ〜Ｎの工程を追つていけば、一定の成形
収縮率を有する成形が可能なことを示している。
この場合、キヤビテイ１０と樹脂の体積の違いは
ＫとＮの比容の違いになる。キヤビテイ１０の体
積を一定に保つ制御は可能なので、これによりサ
イクルからサイクルへの一定の成形収縮率を有す
る成形が可能となる。

前述したように圧縮圧力を調整し徐々に落して
いく時、金型パーテイングラインにあつた圧縮し
ろδは、可動側ダイプレート２と規制面２１との
間に移行する。キヤビテイ１０内の樹脂温度が取
出し温度まで下がつたら、シリンダー１８の引つ
張りによりトグルリンク１７を折曲げて短かく
し、そしてシリンダー５で可動側ダイプレート２
を押して、第３図上半分に示すように金型７を開
き、成形品を取り出す。この時、成形品は大気圧
になるので、第５図のP.V.T曲線のＬ→Ｍに比容
が変化するが、さらに成形品の温度が下がり常温
になるとＭ→Ｎとなり、圧縮をしたＫ、取り出し
寸前のＬと同一比容となり、ひけや歪のない精度
の良い製品を得られる。

タイバー支持板３を前後させずに固定し、前記
後退限規制機構１４をタイバー支持板３に設ける
とともに、可動側ダイプレート２と後退限規制機
構１４との間に圧縮しろ調整機構２２を設けた第
２実施例が第６図に示されている。すなわち圧縮
しろ調整機構２２は、第１接当部材１５に一体化
した雌螺子体２５と、この雌螺子体２５に螺合す
る調整ボルト２６とからなり、この調整ボルト２
６の頭部に規制面２１を形成している。

第６図の上半分は、型締終了後にシリンダー１
８を押し出して圧縮しろ調整機構２２を有したト
グルリンク１７を伸し、そしてシリンダー５によ
り可動側ダイプレート２を押して調整ボルト２６
の規制面２１に当接して金型７のパーテイングラ
インに圧縮しろδを形成し、加熱筒１１内の溶融
樹脂１３をキヤビテイ１０内に射出充填したとこ
ろである。次に第６図の下半分のように、シリン
ダー５により可動側ダイプレート２を引つ張り、
キヤビテイ１０内の溶融樹脂１３を圧縮すると、
金型パーテイングラインの圧縮しろδは可動側ダ
イプレート２と規制面２１との間に移行する。こ
の開きしろδは調整ボルト２６を回転することに
より変化させることができ、しかも螺子の山とピ
ツチ、さらに回転数によりミクロン単位で調整で
きる。また金型７の開閉は、シリンダー１８を引
つ張ることによりトグルリンク１７が曲がり、簡
単にスムーズに行なえる。

第７図は第３実施例を示している。すなわち前
述した第２実施例のように圧縮しろ調整機構２２
を後退限規制機構１４に直接に取り付けず、この
圧縮しろ調整機構２２を可動側ダイプレート２に
設けている。これによると、調整ボルト２６の端
面を規制面２１に当接することにより金型７のパ
ーテイングラインに圧縮しろδを作り、圧縮工程
では圧縮しろδは規制面２１と調整ボルト２６の
間に移行する。

第８図は第４実施例を示す。すなわち前記後退
限規制機構１４を可動側ダイプレート２に設ける
とともに、前記後退限規制機構１４とタイバー支
持板３との間に圧縮しろ調整機構２２を設けてい
る。この第８図においては、圧縮しろ調整機構２
２を後退限規制機構１４側に取付けているが、こ
れはタイバー支持板３側に取付けてもよい。この
第８図によると、調整ボルト２６の端面である規
制面２１とタイバー支持板３との間に圧縮しろδ
を形成する。

発明の効果 以上のように本発明によると、圧縮工程と金型
開閉は固定側ダイプレートに設けたシリンダーに
よる直圧方式で行い、可動側ダイプレートのタイ
バー支持板側への移動を、トグルを使用した後退
限規制機構により規制し、さらに圧縮しろの精度
の高い調整を圧縮しろ調整機構で行なうことによ
り、 Γ 必要な金型キヤビテイの体積を得るためのミ
クロン単位の精密な金型開きしろ設定を可能に
でき、 Γ 製品取出しの型開閉をスムーズに行なうこと
ができ、 Γ 圧縮しろの圧縮を充分に行なうことができ、
樹脂の冷却時には比容に従つてスムーズに圧縮
圧のコントロールができるため、ひけや歪のな
い精密な面精度と形状精度を得ることができ、 るなどの効果が得られ、実用上きわめて有利なも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のトグル方式の射出圧縮成形装置
による圧縮工程における金型キヤビテイ内の圧縮
圧力による樹脂の比容と樹脂温度の関係を示すP.
V.T曲線グラフ図、第２図は本発明による射出圧
縮成形工程における各々のダイプレート間の距離
の移動の概念を説明する説明図、第３図〜第５図
は本発明の第１実施例を示し、第３図、第４図は
夫々作用状態における断面図、第５図は圧縮工程
におけるP.V.T曲線を示すグラフ図、第６図は本
発明の第２実施例を示す断面図、第７図は本発明
の第３実施例を示す断面図、第８図は本発明の第
４実施例を示す断面図である。 １…固定側ダイプレート、２…可動側ダイプレ
ート、３…タイバー支持板、４…タイバー、５…
シリンダー、７…金型、１０…キヤビテイ、１１
…加熱筒、１４…後退限規制機構、１７…トグル
リンク、１８…シリンダー、２１…規制面、２２
…圧縮しろ調整機構、２３…螺子部、２４…ナツ
ト、２５…雌螺子体、２６…調整ボルト、δ…圧
縮しろ又は型寸開きしろ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 固定側ダイプレートとタイバー支持板との間
   に、これら両者間方向に移動可能な可動側ダイプ
   レートを設け、この可動側ダイプレートを移動さ
   せるシリンダーを固定側ダイプレートに設け、両
   ダイプレートの相対向面側に金型を配置し、可動
   側ダイプレートに対応する第１の当接部材とタイ
   バー支持板に対応する第２の当接部材と、前記第
   １、第２の当接部材に連結されたトグルリンク、
   ピストンロツドおよび押圧シリンダよりなる前記
   可動側ダイプレートのタイバー支持板側への移動
   を規制する後退限規制機構を設け、この後退限規
   制機構は、トグルリンクが伸び切り且つ金型が完
   全に嵌合したときに可動側ダイプレートとの間に
   第１の当接部材が圧縮しろを形成すべく構成し、
   さらに圧縮しろ調整機構を設けたことを特徴とす
   る射出圧縮成形装置。 ２ 前記後退限規制機構をタイバー支持板に設け
   るとともに、このタイバー支持板とタイバーとの
   間に圧縮しろ調整機構を設けたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の射出圧縮成形装置。 ３ 前記後退限規制機構をタイバー支持板に設け
   るとともに、可動側ダイプレートと後退限規制機
   構との間に圧縮しろ調整機構を設けたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の射出圧縮成形
   装置。 ４ 前記後退限規制機構を可動ダイプレートに設
   けるとともに、前記後退限規制機構とタイバー支
   持板との間に圧縮しろ調整機構を設けたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の射出圧縮成
   形装置。