JPH0631784A - 精密射出成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 金型内の複数のキャビティに射出充填される
溶融樹脂の量を正確な量とし、溶融樹脂の充填バランス
の確保によって成形品の成形精度を高める。 【構成】 前回の射出成形サイクルで金型のキャビティ
に充填された樹脂の冷却中に、次回の射出成形サイクル
で使用する樹脂が、１個の可塑化シリンダ３から２個の
射出プランジャユニットＡ，Ｂに、ユニットＡ，Ｂ毎に
計量しながら供給され、ユニットＡ，Ｂに所定量の溶融
樹脂が供給された後、ユニットＡ，Ｂを同時に作動さ
せ、金型内にユニットＡ，Ｂ毎に設けられたキャビティ
に溶融樹脂を充填する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、射出成形方法に係り、
特に、例えば光学部品のように精密成形が要求される成
形品を得るための精密射出成形方法に関する。

【０００２】

【背景技術】可塑化シリンダ等を有する可塑化部とプラ
ンジャ等を有する射出部とからなるプリプラ式射出成形
機による射出成形方法では、可塑化部で作られた溶融樹
脂は射出部に供給され、この射出部から金型内のキャビ
ティに溶融樹脂が射出充填され、溶融樹脂の冷却固化に
よって成形品が得られる。この成形品が例えば光学部品
のように熱歪等がない精密成形品である場合には、キャ
ビティに溶融樹脂が射出充填された金型は温度コントロ
ールされ、この温度コントロール下において溶融樹脂は
冷却される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように金型を温度
コントロールしながら溶融樹脂を冷却させて精密成形品
を得る場合には、溶融樹脂が取り出し可能な温度の精密
成形品となるまでの間には長い時間がかかるため、１回
の射出成形サイクルが長くなり、生産効率が低下する。
このような問題を解決するため、金型内に多数個取り用
キャビティを形成し、これらのキャビティに射出成形機
の射出部から射出された溶融樹脂を分流させて充填し、
１回の射出成形サイクルにより多数個の成形品を生産す
ることが考えられる。

【０００４】しかし、射出成形機の射出部から射出され
た溶融樹脂をそれぞれのキャビティに所定量ずつ正確に
充填することは難しく、溶融樹脂の充填バランスを確保
できない。光学部品のような精密成形品では、キャビテ
ィに充填された溶融樹脂の量は成形品の成形精度に大き
く影響するため、キャビティに充填する溶融樹脂の量は
正確でなければならない。

【０００５】従来の射出成形方法では、１回の射出成形
サイクルで複数の成形品を生産しようとした場合、金型
内の複数個のキャビティに溶融樹脂を正確な量ずつ充填
できないため、充填量のばらつきによって成形品の成形
精度を要求される程度までに充分高精度化することはで
きなかった。

【０００６】本発明の目的は、１回の射出成形サイクル
で複数個の成形品を生産可能としながら、金型内の複数
個のキャビティに溶融樹脂を正確な量ずつ充填でき、充
填バランスの確保によって成形品の成形精度を充分高精
度化できるようになる精密射出成形方法を提供するとこ
ろにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の第１発明に係る
精密射出成形方法は、可塑化部を構成する１個の可塑化
シリンダと、射出部を構成する複数個の射出プランジャ
ユニットとを並列接続した射出成形機を使用して実施さ
れ、前回の射出成形サイクルで金型内のキャビティに射
出充填された溶融樹脂の冷却中において、次回の射出成
形サイクルで使用する溶融樹脂を１個の可塑化シリンダ
から複数個の射出プランジャユニットにこれらのユニッ
ト毎に計量しながら供給し、これらの射出プランジャユ
ニットに所定量の溶融樹脂が供給された後、全ての射出
プランジャユニットを同時に作動させ、これにより、溶
融樹脂を前回の射出成形サイクルによる成形品が取り出
されて金型内に射出プランジャユニット毎に設けられて
いるキャビティに射出充填することを特徴とするもので
ある。

【０００８】以上において、１個の可塑化シリンダから
複数個の射出プランジャユニットに溶融樹脂を計量しな
がら所定量供給する作業は、これらの射出プランジャユ
ニットに溶融樹脂を順番に供給して行ってもよく、ある
いは、すべての射出プランジャユニットに溶融樹脂を同
時に供給して行ってもよい。

【０００９】本発明の第２発明に係る精密射出成形方法
は、第１発明において、１個の可塑化シリンダに複数個
の射出プランジャユニットを並列接続する樹脂供給路に
射出プランジャユニット毎に計量ストップバルブを設
け、これらの計量ストップバルブを順次開閉させること
により、複数個の射出プランジャユニットに順番に所定
量の溶融樹脂を供給することを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】本発明の第１発明では、１個の可塑化シリンダ
から複数個の射出プランジャユニットに溶融樹脂がこれ
らのユニット毎に計量されながら供給され、これらの射
出プランジャユニットに供給された所定量の溶融樹脂
は、金型内の射出プランジャユニット毎に設けられたキ
ャビティに射出充填されるため、これらのキャビティに
充填される溶融樹脂の量は正確な所定量となり、溶融樹
脂の充填バランスが確保されるため、１回の射出形成サ
イクルで成形されるそれぞれの成形品の成形精度は高精
度となる。

【００１１】また、１個の可塑化シリンダから複数個の
射出プランジャユニットに溶融樹脂を計量しながら供給
する作業は、前回の射出成形サイクルで金型内のキャビ
ティに射出充填された溶融樹脂の冷却中に行われるた
め、この冷却作業が金型の温度をコントロールしながら
行われ、このため、その作業時間が長くても、この長い
作業時間を利用して溶融樹脂を複数個の射出プランジャ
ユニットに計量しながら供給する作業を行え、作業の効
率化を達成できる。

【００１２】また、本発明の第２発明では、射出プラン
ジャユニット毎に設けられた計量ストップバルブが順次
開閉されることにより、複数個の射出プランジャユニッ
トに順番に所定量の溶融樹脂が供給されるため、計量ス
トップバルブはそれぞれの射出プランジャユニットに所
定量の溶融樹脂を計量して供給するための手段になると
ともに、ある１個の射出プランジャユニットから他の射
出プランジャユニットに溶融樹脂を切り換え供給するた
めの手段にもなり、計量ストップバルブによって２つの
作業が行われる。

【００１３】

【実施例】以下に本発明の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。図１は本実施例に係る精密射出成形方法を
実施するために使用する射出成形機の平面図であり、図
２，図３は図１のII−II線断面図， III− III線断面図
である。

【００１４】この射出成形機は、可塑化部１と，射出部
２とを有するプリプラ式である。図２の通り、可塑化部
１は可塑化シリンダ３等により構成され、射出部２はプ
ランジャ９等により構成されている。このプランジャ９
等は図２の紙面表裏方向に２組あり、したがって射出部
２には、図１で示す通り、プランジャ９等からなる２個
の射出プランジャユニットＡ，Ｂが設けられており、こ
れらのユニットＡ，Ｂの構造は同じである。

【００１５】図２の通り、可塑化部１の可塑化シリンダ
３の内部にはスクリュー４が回転自在に収納され、スク
リュー４は油圧モータ５で回転する。また、可塑化シリ
ンダ３にはホッパー６が設けられ、このホッパー６から
材料の樹脂が可塑化シリンダ３内に供給される。

【００１６】可塑化シリンダ３の先端には、射出部２の
本体であって射出プランジャユニットＡ，Ｂの共通部材
となっているプランジャブロック７が結合され、プラン
ジャブロック７には垂直方向に延びるプランジャ通路８
が形成され、このプランジャ通路８は射出プランジャユ
ニットＡ，Ｂ毎に設けられている。プランジャ通路８内
にプランジャ９が上下動自在に挿入され、プランジャガ
イドとなっているプランジャ通路８の上部の室は、可塑
化部１から供給される溶融樹脂が充填される樹脂充填室
となっている。プランジャブロック７の下部には射出シ
リンダ１０が設けられ、この射出シリンダ１０内のピス
トン１１にプランジャ９が連結され、ピストン１１によ
りプランジャ９は上下動する。また、プランジャブロッ
ク７の上部には、プランジャ通路８と連通した射出通路
１２を有するノズル１３が設けられている。

【００１７】可塑化シリンダ３の内部は樹脂供給路１４
を介してプランジャ通路８と連通し、この樹脂供給路１
４は、プランジャブロック７内の通路１４Ａ，１４Ｂ
と、プランジャブロック７に取り付けられたバルブブロ
ック１５内に形成され、通路１４Ａ，１４Ｂ間を繋ぐ通
路１４Ｃとからなり、通路１４Ｃは計量ストップバルブ
１６で開閉される。この計量ストップバルブ１６にはシ
リンダ１７内の往復動するピストン１８が連結されてい
る。

【００１８】プランジャブロック７には別のバルブブロ
ック１９が取り付けられ、バルブブロック１９内に形成
された通路２０Ｂはプランジャブロック７内の通路２０
Ａと接続され、これらの通路２０Ａ，２０Ｂはプランジ
ャ通路８と連通した滞留樹脂排出路２０を形成してお
り、この排出路２０の終端部はバルブブロック１９の外
面に開口した排出口２０Ｃとなっている。通路２０Ｂは
滞留樹脂排出バルブ２１で開閉され、この排出バルブ２
１にはシリンダ２２内のピストン２３が連結され、ピス
トン２３の往復動で排出バルブ２１は開閉動する。ま
た、滞留樹脂排出路２０の通路２０Ａは、樹脂供給路１
４の通路１４Ｂよりも下側において、プランジャ通路８
と接続されている。

【００１９】プランジャブロック７から突出したプラン
ジャ９の下端部には移動部材２４が固定され、プランジ
ャ９と一体に移動するこの移動部材２４は図示しない不
動部材に取り付けられている例えば磁気式あるいは光学
式等の位置スケール２５と対向し、位置スケール２５に
対する移動部材２４の移動によりプランジャ９の後退位
置、換言すると、樹脂供給路１４からプランジャ通路８
に供給されて溜まる溶融樹脂の量を計量できるようにな
っている。このため、移動部材２４と位置スケール２５
とにより、樹脂の量を計量するための計量手段２６が構
成されている。

【００２０】以上において、プランジャ９，射出シリン
ダ１０，ノズル１３，計量ストップバルブ１６，シリン
ダ１７，バルブブロック１９，滞留樹脂排出バルブ２
１，シリンダ２２等は、射出プランジャユニットＡ，Ｂ
の個数と対応して２個ずつ設けられている（図１，図３
参照）。可塑化部１の可塑化シリンダ３の個数は１個で
あり、この可塑化シリンダ３の内部と２個の射出プラン
ジャユニットＡ，Ｂのプランジャ通路８とを連通させる
前記樹脂供給路１４は、図３の通り、１個の通路１４Ａ
と２個の通路１４Ｃとを繋ぐ分岐路１４Ｄ，１４Ｅを有
し、これらの分岐路１４Ｄ，１４Ｅにより、可塑化シリ
ンダ３の内部と射出プランジャユニットＡ，Ｂの各プラ
ンジャ通路８とが並列接続されていることになり、樹脂
供給路１４には射出プランジャユニットＡ，Ｂ毎に計量
ストップバルブ１６が設けられている。

【００２１】図２で示した金型３３にはノズル１３の個
数と対応して２個のスプルーブッシュが設けられてお
り、これらのスプルーブッシュと連通した金型３３の内
部のキャビティは射出プランジャユニットＡ，Ｂ毎に設
けられており、また、１個の射出プランジャユニットか
ら射出される溶融樹脂によって１個もしくは２個の成形
品が成形されるようになっている。また、金型３３に
は、金型３３の温度をコントロールするための水等の流
体を流通させるための温調回路が設けられている。

【００２２】次に作用について説明する。本実施例に係
る精密射出方法では、前回の射出成形サイクルで金型３
３内のキャビティに射出充填された溶融樹脂が、金型３
３の温調回路への流体の流通による金型３３の温度コン
トロールにより時間をかけて徐々に冷却、固化されてい
る間に、次回の射出成形サイクルで使用される溶融樹脂
が１個の可塑化シリンダ３から２個の射出プランジャユ
ニットＡ，Ｂのプランジャ通路８に計量されながら供給
され、これらの射出プランジャユニットＡ，Ｂに所定量
の溶融樹脂が充填される。

【００２３】これを具体的に説明すると、ホッパー６か
ら投入された材料の樹脂は可塑化シリンダ３内でスクリ
ュー４の回転により混練されるとともに、可塑化シリン
ダ３に設けられているヒーターで可塑化されて溶融樹脂
となり、このときには、射出プランジャユニットＡのシ
リンダ１７のポート２７の油圧は抜かれており、また、
射出プランジャユニットＢのシリンダ１７のポート２７
には油圧が供給されている。このため、射出プランジャ
ユニットＢの計量ストップバルブ１６は閉じている。し
たがって、スクリュー４の回転で可塑化シリンダ３の内
部から樹脂供給路１４の通路１４Ａに押し出された溶融
樹脂は射出プランジャユニットＢ側に流動せず、図３で
示した分岐路１４Ｄに流入した溶融樹脂の圧力によって
射出プランジャユニットＡの計量ストッブバルブ１６は
開かれ、溶融樹脂はこのユニットＡの樹脂充填室である
プランジャユニット通路８に流入する。

【００２４】可塑化シリンダ３のスクリュー４が回転し
始めてから射出プランジャユニットＡのシリンダ２２の
ポート２９には油圧が一定時間供給され、このため、ユ
ニットＡの滞留樹脂排出バルブ２１は一定時間開いてい
る。このため、このユニットＡのプランジャユニット通
路８内に流入した溶融樹脂は、前回の射出成形サイクル
でプランジャ通路８とプランジャ９との間のクリアラン
ス３０に射出されずに残されていた滞留樹脂を滞留樹脂
排出路２０に押し出し、この滞留樹脂を排出する。この
ため、プランジャ９が往復動するプランジャ通路８に残
されているために樹脂やけの発生原因となる滞留樹脂
は、次回の射出成形サイクルで使用される新たな溶融樹
脂によって射出プランジャユニットＡから排出される。

【００２５】このときには、射出プランジャユニットＡ
の射出シリンダ１０のポート２８には油圧による背圧が
供給されているため、プランジャ９は下降しない。

【００２６】前記一定時間経過後、すなわち、クリアラ
ンス３０に滞留していた滞留樹脂がすべて排出された
後、射出プランジャユニットＡのシリンダ２２のポート
３１に油圧が供給され、これにより滞留樹脂排出バルブ
２１は閉じる。この後も可塑化シリンダ３から溶融樹脂
がプランジャ通路８に供給されるため、このプランジャ
通路８に溜まる溶融樹脂の圧力によってプランジャ９は
ポート２８からの背圧に抗して下降し、このプランジャ
９の下降量、換言すると、樹脂充填室としてのプランジ
ャ通路８に溜まる溶融樹脂の量は計量手段２６で常時検
出されており、この量が所定量に達すると、計量手段２
６からの信号により射出プランジャユニットＡのシリン
ダ１７のポート２７に油圧が供給され、これによりユニ
ットＡの計量ストップバルブ１６が閉じる。

【００２７】これにより、射出プランジャユニットＡの
プランジャ通路８には所定量の溶融樹脂が充填されたこ
とになる。

【００２８】射出プランジャユニットＡのシリンダ１７
のポート２７に油圧が供給されると同時に、射出プラン
ジャユニットＢのシリンダ１７のポート２７に作用して
いた油圧はユニットＡの計量手段２６からの信号で解除
される。このため、可塑化シリンダ３から樹脂供給路１
４の図３で示した分岐路１４Ｅに流入していた溶融樹脂
の圧力により射出プランジャユニットＢの計量ストップ
バルブ１６は開かれ、溶融樹脂はこのユニットＢのプラ
ンジャ通路８内に流入する。これ以後、射出プランジャ
ユニットＡの場合と同様に、ユニットＢのプランジャ通
路８内に所定量の溶融樹脂が供給され、充填される。

【００２９】以上のように射出プランジャユニットＡ，
Ｂのプランジャ通路８に溶融樹脂が流入供給されるとき
にはこれらのユニットＡ，Ｂのノズル１３は金型３３の
スプルーブッシュに接触しており、金型３３に設けられ
ているゲートカッターあるいはスプルーカッターは閉じ
ているため、プランジャ通路８に供給された溶融樹脂が
ノズル３３の先端から漏れることはない。

【００３０】以上のようにそれぞれの射出プランジャユ
ニットＡ，Ｂのプランジャ通路８に所定量の溶融樹脂が
供給された後であって、前回の射出成形サイクルで金型
３３内のキャビティに射出充填された溶融樹脂の冷却固
化によって成形された成形品が金型３３から取り出され
た後、射出プランジャユニットＡ，Ｂの射出シリンダ１
０のポート２８に高圧の油圧が供給され、これによりこ
れらのユニットＡ，Ｂのプランジャ８は同時に上昇す
る。したがって、ユニットＡ，Ｂのプランジャ通路８か
ら押し出された溶融樹脂は金型３３内にユニットＡ，Ｂ
毎に設けられているキャビティに射出充填される。そし
て、この溶融樹脂は、金型３３に設けられている温調回
路への流体の流通による温度コントロール下において徐
々に冷却される。

【００３１】以上説明した本実施例によれば、射出成形
機の射出部２に２個設けられた射出プランジャユニット
Ａ，Ｂのプランジャ通路８に１個の可塑化シリンダ３か
らの溶融樹脂をユニットＡ，Ｂ毎に計量しながら供給
し、これらのユニットＡ，Ｂに所定量の溶融樹脂を充填
した後、ユニットＡ，Ｂを同時に作動させて金型３３内
にユニットＡ，Ｂ毎に設けられているキャビティに溶融
樹脂を射出充填するようにしたため、１個の射出プラン
ジャユニットから金型内の複数のキャビティに溶融樹脂
を射出充填する場合よりも、それぞれのキャビティに充
填される溶融樹脂の量を正確な所定量にでき、溶融樹脂
の充填バランスを確保できる。このため、１回の射出成
形サイクルで複数個の成形品を生産可能としつつ、これ
らの成形品の成形精度を高精度化できる。

【００３２】また、射出プランジャユニットＡ，Ｂへの
溶融樹脂の所定量の供給は、前回の射出成形サイクルで
金型内のキャビティに射出充填された溶融樹脂が冷却固
化している間に行われ、この冷却固化行程は、成形品が
例えば光学部品の場合には、長い時間がかかるため、こ
の作業時間を有効に利用してユニットＡ，Ｂへの溶融樹
脂の所定量の供給を行え、この結果、作業効率を高める
ことができる。

【００３３】更に、射出プランジャユニットＡ，Ｂ毎に
設けられた計量ストップバルブ１６は、順次開閉されて
これらのユニットＡ，Ｂに順番に所定量の溶融樹脂を供
給するため、計量ストップバルブ１６はユニットＡ，Ｂ
に所定量の溶融樹脂を供給するための手段になっている
とともに、溶融樹脂を一方のユニットから他方のユニッ
トに切り換え供給するための切り換え手段にもなってお
り、それだけ射出成形機の構造の簡単化、部品点数の削
減を達成できる。

【００３４】また、本実施例では、前述の通りプランジ
ャ通路８とプランジャ９との間のクリアランス３０に残
されていた前回の射出成形サイクルの滞留樹脂が排出さ
れた後、ユニットＡ，Ｂのプランジャ通路８に溶融樹脂
が供給されるため、金型３３内のキャビティには樹脂や
けの発生原因となる滞留樹脂は充填されず、このため、
品質良好な成形品を得られる。

【００３５】以上説明した実施例では、射出プランジャ
ユニットＡ，Ｂの計量ストップバルブ１６は順番に開閉
されていたが、これらの計量ストップバルブ１６を溶融
樹脂の圧力で同時に開き、それぞれのユニットＡ，Ｂに
溶融樹脂が所定量充填される毎に、ユニットＡ，Ｂの計
量手段２６から信号によりこれらの計量ストップバルブ
１６を閉じるようにしてもよい。

【００３６】また、前記実施例の計量ストップバルブ１
６はピストン形式となっていたが、これを例えばロータ
リーバルブ形式にしてもよく、計量ストップバルブの構
造は前記実施例のものに限定されない。

【００３７】また、前記実施例では、プランジャ通路８
とプランジャ９との間のクリアランス３０に残っている
滞留樹脂を排出するための排出バルブ２１が設けられて
いたが、この排出バルブ２１を省略してもよい。

【００３８】更に、前記実施例では、射出プランジャユ
ニットの個数は２個であったが、この個数は２個に限定
されず、３個以上でもよい。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば１個の可塑化シリンダか
ら複数個の射出プランジャユニットに溶融樹脂をこれら
のユニット毎に計量しながら供給し、これらのユニット
に所定量の溶融樹脂が供給された後、全てのユニットを
同時に作動されることにより、金型内に射出プランジャ
ユニット毎に設けられているキャビティに溶融樹脂を射
出充填するようにしたため、これらのキャビティに充填
される溶融樹脂の量を正確な所定量にでき、一回の射出
成形サイクルで得られる成形品を複数としながら、溶融
樹脂の充填バランスの確保によってこれらの成形品の成
形精度を高精度にでき、また、複数個のプランジャユニ
ットへの所定量の溶融樹脂の計量供給は、前回の射出成
形サイクルで金型内のキャビティに射出充填された溶融
樹脂の冷却中に行われるため、作業効率を高めることが
できる。

【００４０】また、可塑化シリンダと複数個の射出プラ
ンジャユニットとを並列接続する樹脂供給路に射出プラ
ンジャユニット毎に計量ストップバルブを設け、これら
のバルブを順次開閉させることにより、射出プランジャ
ユニットに順番に所定量の溶融樹脂を供給するようにし
たため、計量ストップバルブは、それぞれのユニットに
順番に所定量の溶融樹脂を計量供給するための手段と、
あるユニットから別のユニットに溶融樹脂を切り換え供
給するための手段とを兼ねるものとなり、それだけ射出
成形機の構造の簡単化等を達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る方法を実施するために
使用する射出成形機の平面図である。

【図２】図１のII−II線断面図である。

【図３】図１の III− III線断面図である。

【符号の説明】

１ 可塑化部 ２ 射出部 ３ 可塑化シリンダ ４ スクリュー ８ プランジャ通路 ９ プランジャ １０ 射出シリンダ １３ ノズル １４ 樹脂供給路 １６ 計量ストップバルブ ２１ 滞留樹脂排出バルブ ２６ 計量手段 ３３ 金型 Ａ，Ｂ 射出プランジャユニット

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前回の射出成形サイクルで金型内のキャ
   ビティに射出充填された溶融樹脂の冷却中において、次
   回の射出成形サイクルで使用する溶融樹脂が、射出成形
   機の１個の可塑化シリンダからこの可塑化シリンダに並
   列接続された複数個の射出プランジャユニットに、これ
   らのユニット毎に計量されながら供給され、これらの射
   出プランジャユニットに所定量の溶融樹脂が供給された
   後、全ての前記射出プランジャユニットを同時に作動さ
   せ、これにより、溶融樹脂が、前記前回の射出成形サイ
   クルによる成形品が取り出され、前記金型内の前記射出
   プランジャユニット毎に設けられている前記キャビティ
   に射出充填されることを特徴とする精密射出成形方法。
2. 【請求項２】 前記１個の可塑化シリンダに前記複数個
   の射出プランジャユニットを並列接続する樹脂供給路に
   は前記射出プランジャユニット毎に計量ストップバルブ
   が設けられ、これらの計量ストップバルブが順次開閉さ
   せることにより、前記複数個の射出プランジャユニット
   に順番に所定量の溶融樹脂が供給されることを特徴とす
   る請求項１に記載の精密射出成形方法