JPH0675898B2

JPH0675898B2 - 射出圧縮成形方法および成形機

Info

Publication number: JPH0675898B2
Application number: JP1172587A
Authority: JP
Inventors: 一彦川嶋; 道夫横関
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1987-01-20
Filing date: 1987-01-20
Publication date: 1994-09-28
Anticipated expiration: 2009-09-28
Also published as: JPS63179722A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は射出圧縮成形方法および成形機に関し、一層詳
細には、可動金型の中央部に画成した溝部に溶湯を注入
した後、前記溶湯を可動金型および固定金型間に押し出
し、次いで、前記可動金型の作用下に溶湯を圧縮するこ
とで高品質な製品を成形することを可能とした射出圧縮
成形方法および成形機に関する。

一般に、射出成形機では可動金型と固定金型との間にキ
ャビテイを画成し、このキャビテイにプラスチックス等
の熱可塑性樹脂材料からなる溶湯を注入し、前記溶湯が
硬化した後型開きを行うことで所望の製品を得ている。
この場合、射出成形機は複雑な形状の製品を大量に形成
することが出来るため種々の製造分野において採用され
ている。

ところで、このような射出成形機では固定金型に画成さ
れるゲートからキャビテイに溶湯を注入しているため、
成形される製品形状あるいはキャビテイに対するゲート
の位置等によって成形不良の発生することが懸念され
る。

すなわち、第１図ａ乃至ｃに示すように、中央部から矩
形状のキャビテイ２に溶湯４を注入した場合、溶湯４は
中央部を中心とする同心円状に拡がった後（第１図
ａ）、キャビテイ２の側壁に当接する（第１図ｂ）。次
いで、前記溶湯４は各側壁に沿ってキャビテイ２の各コ
ーナー部6a乃至6dに指向して流動する（第１図ｃ）。従
って、前記各コーナー部6a乃至6dに到達した溶湯４と各
側壁の中間部における溶湯４との間には温度差が生じる
ため、前記溶湯４の収縮量の相違により反り等の製品不
良が発生することになる。

特に、溶湯４に補強のための繊維状の充填材８を含有さ
せた場合、前記繊維状充填材８が溶湯４の内圧分布ある
いは流動方向に応じて配列する配向現象が現れる。この
場合、前記繊維状充填材８は溶湯４の流動方向に指向し
て配列されるため、繊維状充填材８の配向がキャビテイ
２の各側壁毎に異なり、従って、各コーナー部6a乃至6d
において前記繊維状充填材８の配向状態が急激に変化す
ることになる（第１図ｃ）。この結果、成形された製品
に配向による内部応力が発生し、反りやクラック等が生
じる。

そこで、このような不都合を解消するために、例えば、
キャビテイに対するゲート位置、ゲートの大きさあるい
はゲート数等を製品形状に応じて選択すると共に、製品
の肉厚を調整して成形不良の発生を防止したものがあ
る。然しながら、この場合、キャビテイの構成が著しく
複雑となり、また、製品の形状が制約されてしまう欠点
が生じる。

一方、熱可塑性樹脂材料は硬化に伴って相当に収縮する
ため、前記射出成形機ではキャビティに倣った正確な製
品を成形することは出来ない。そこで、このような収縮
による製品の変形を補正する方法として、溶湯の収縮代
を予め見込んでキャビテイを画成しておき、このキャビ
テイに溶湯を充填した後、前記溶湯の硬化収縮と共に可
動金型を固定金型に指向して変位させることで前記溶湯
を圧縮する射出圧縮成形法がある。この場合、製品に対
する引けや歪の発生が効果的に抑制され、高精度な製品
を得ることが可能となる。然しながら、溶湯の分子配向
あるいは繊維状充填材の繊維配向に関しては何ら対処し
得ないものであり、前述した場合と同様に、内部応力に
よるクラック等の発生の懸念が払拭されるわけではな
い。

本発明は前記の不都合を克服するためになされたもので
あって、可動金型の中央部に画成され製品の外周形状に
対応する開口部を有した溝部に溶湯を注入した後、前記
溶湯をキャビテイに押し出し、次いで前記可動金型の作
用下に溶湯を圧縮して製品形状に対応するキャビテイに
充填することにより、キャビテイの各部位における溶湯
の硬化時間を略同時にすると共に溶湯の分子配向等を一
様とし、製品の品質精度を向上することの出来る射出圧
縮成形方法および成形機を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は可動金型中央部
に製品の外周形状に対応した形状の開口部を有する溝部
に溶湯を注入し、次いで、前記溝部に配設された可動を
コアを固定金型に指向して変位させることで前記溶湯を
可動金型および固定金型間のキャビテイに流動させ、さ
らに、前記可動金型を固定金型に指向して変位させるこ
とで前記キャビテイを製品に対応する形状とすると共に
前記溶湯を当該キャビテイに充填することを特徴とす
る。

また、本発明は固定金型と、前記固定金型と共働してキ
ャビテイを画成する可動金型と、前記可動金型の中央部
に画成され製品の外周形状に対応する開口部を有した溝
部に配設され前記固定金型に指向して変位可能な可動コ
アと、前記可動コアを変位させる可動盤と、可動盤およ
び可動金型間にあって前記可動盤の変位領域内に配設さ
れ前記可動盤の作用下に可動金型を固定金型に指向して
変位させる浮動盤とを備えることを特徴とする。

次に、本発明に係る射出圧縮成形方法および成形機につ
いて好適な実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら以
下詳細に説明する。

第２図ａ乃至ｄにおいて、参照符号10は本発明に係る射
出圧縮成形機を示し、この成形機10では第３図に示す製
品Ｗ（例えば、自動車のエンジン部を構成するシリンダ
ヘッドカバー）の成形が行われる。ここで、製品Ｗは略
同一肉厚を有する上面部Waと４枚の側面部Wbとからな
り、箱型形状に構成される。

射出圧縮成形機10を構成する基台12上の両端部には型締
め用シリンダ14および射出ユニット16が設置される、射
出ユニット16は補強用の繊維状充填材Ｂを含有する熱可
塑性樹脂材料が提供されるホッパ18と、前記溶湯Ａを湯
道19を介して後述するキャビテイに射出するノズル20と
を有し、前記ノズル20の先端部は基台12上に固着される
固定盤22に嵌着する。この場合、前記型締め用シリンダ
14と固定盤22とはタイバー24aおよび24bによって連結さ
れる。

型締め用シリンダ14はタイバー24a、24bにガイドされ固
定盤22に指向して変位する可動盤26を有する。この可動
盤26と前記固定盤22との間にはタイバー24a、24bにガイ
ドされた浮動盤30が配設される。なお、浮動盤30には一
端部が前記可動盤26に取着し、他端部にナット27a、27b
が螺合する連結ロッド28a、28bが挿通される。また、可
動盤26の隅角部には型内シリンダ32a、32bが装着してあ
り、これらの型内シリンダ32a、32bのシリンダロッド34
a、34bは前記浮動盤30の隅角部に連結されている。

固定盤22に指向した浮動盤30にはスペーサ36を介して可
動金型38が取着される。また、固定盤22には前記可動金
型38に対向して固定金型40が取着される。この場合、可
動金型38には第３図に示す製品Ｗの内周形状に一部が対
応する雄型42を有し、固定金型40は製品Ｗの外周形状に
対応する雌型44を有する。そして、これらの雄型42およ
び雌型44間には溶湯Ａの充填されるキャビテイ46が画成
される。なお、このキャビテイ46には固定金型40の中央
部に穿設したスプルー48の開口部であるゲート49が開口
する。

ここで、可動金型38における雄型42の中央部には、第４
図に示すように、製品Ｗの上面部Waに略相似する形状の
開口部を有した溝部50が画成され、この溝部50には固定
金型40に指向して変位可能な可動コア52が嵌合する。こ
の場合、可動コア52には連結ロッド54の一端部が取着さ
れ、この連結ロッド54の他端部は可動金型38、スペーサ
36および浮動盤30を摺動自在に介して可動盤26に連結す
る。

一方、可動盤26には中空部56が画成されており、この中
空部56には押出シリンダ58が装着される。押出シリンダ
58はシリンダロッド60により変位する板体61を有し、前
記板体61には押出ロッド62a、62bの一端部が取着され
る。この押出ロッド62a、62bは可動盤26、浮動盤30およ
びスペーサ36を貫通して前記スペーサ36に画成される中
空部64に突出しており、その他端部には取付板66が取着
される。取付板66には保持板68によって押出ピン70a、7
0bの一端部が取着され、これらの押出ピン70a、70bの各
他端部は可動金型38を貫通して雄型42の表面に臨む。

本発明に係る射出圧縮成形機は基本的には以上のように
構成されるものであり、次にこの成形機を用いた成形方
法およびその作用効果について説明する。

先ず、型内シリンダ32a、32bを駆動することで可動盤26
および浮動盤30間の距離をl₁に調整する。すなわち、型
内シリンダ32a、32bを駆動するとシリンダロッド34a、3
4bを介して浮動盤30がタイバー24a、24bに沿って変位
し、可動盤26および浮動盤30間の距離がl₁に設定され
る。この場合、可動金型38の溝部50に嵌合する可動コア
52は連結ロッド54を介して可動盤26に連結されているた
め、前記可動金型38に対して相対的に変位し、この結
果、溝部50のストロークもl₁に設定される。

次に、可動金型38と固定金型40との接合面間距離をl₂に
調整する。すなわち、型締め用シリンダ14を駆動すると
可動盤26がタイバー24a、24bに沿って変位する。従っ
て、可動金型38は型内シリンダ32a、32bのシリンダロッ
ド34a、34bおよび連結ロッド28a、28bに連結される浮動
盤30およびスペーサ36を介して変位し、固定金型40との
接合面間距離がl₂に設定される。この時の状態を第２図
ａに示す。

次いで、第２図ａの状態において、射出ユニット16のホ
ッパ18内に繊維状充填材Ｂを含有する熱可塑性樹脂材料
を供給する。そこで、前記熱可塑性樹脂材料は射出ユニ
ット16によって加熱溶融されると共に加圧され、その溶
湯Ａがノズル20の湯道19を介して固定盤22の中央部に画
成されるスプルー48のゲート49からキャビテイ46に射出
される。この場合、前記溶湯Ａは可動金型38の中央部に
画成される溝部50に貯留される。ここで、前記溝部50は
製品Ｗと比較して縦横比が些程大きくない肉厚な空間部
を画成している。従って、この空間部に貯留された溶湯
Ａには局部的に大きな熱勾配あるいは圧力偏差が発生す
ることがなく、また、前記溶湯Ａに含有される繊維状充
填材Ｂに配向現象が生じることもない。この結果、溶湯
Ａの熱的あるいは内圧的な平衡状態が好適に維持され
る。

溝部50に所定量の溶湯Ａが注入されると、型内シリンダ
32a、32bを開放状態として型締め用シリンダ14が駆動さ
れる。この場合、可動盤26が浮動盤30に指向して距離l₁
だけ変位すると共に、前記可動盤26に取着された連結ロ
ッド54を介して可動コア52が固定金型40に指向して距離
l₁だけ変位する。この結果、可動コア52と可動金型38の
雄型42とは面一の状態となり、溝部50に貯留された溶湯
Ａが可動金型38と固定金型40との間に画成されるキャビ
テイ46に流入される。この時の状態を第２図ｂに示す。
なお、可動盤26の中空部56に内設される押出シリンダ58
を駆動し可動盤26の変位動作に同期して板体61を型締め
用シリンダ14側に退入させれば、押出ピン70a、70bの先
端部がキャビテイ46に突出することがなく好適である。

ここで、溝部50の開口部の形状は、第４図に示すよう
に、製品Ｗの上面部Waに略相似形となるように形成して
いる。従って、溝部50から押し出された溶湯Ａは上面部
Waに対応するキャビテイ46の周縁部に対して略同一の時
間で到達する。また、第２図ｂの状態でのキャビテイ46
の幅員は所望の製品Ｗの肉厚よりも厚く設定されている
ため、溶湯Ａの温度がキャビテイ46を流動中に急激に低
下することがない。この結果、溶湯Ａは製品Ｗの上面部
Waを構成するキャビテイ46に一様に拡がることになる。

可動盤26が距離l₁だけ変位して浮動盤30に当接した後、
前記可動盤26を型締め用シリンダ14の駆動作用下に固定
盤22に指向してさらに変位させる。この場合、可動金型
38および可動コア52は浮動盤30およびスペーサ36を介し
て前記可動盤26により押圧され、固定金型40に指向して
距離l₂だけ変位する。従って、溶湯Ａは可動金型38の雄
型42および可動コア52によって押圧され、製品Ｗの側面
部Wbに対応するキャビテイ46の周縁端部まで充填され
る。この時の状態を第２図ｃに示す。

ここで、溶湯Ａは製品Ｗの上面部Waに対応するキャビテ
イ46から側面部Wbに対応する部分へ略同時に流動する。
従って、前記溶湯Ａに含有された繊維状充填材Ｂは、第
３図に示すように、溶湯Ａの流動方向と略平行に配向さ
れることになる。この場合、隣接する側面部Wbの繊維状
充填材Ｂも略平行に配向される。

最後に、第２図ｃの状態を所定時間保持して溶湯Ａが硬
化した後型開きを行う。そこで、型締め用シリンダ14を
駆動して可動盤26を浮動盤30より退動させる。この場
合、可動盤26および浮動盤30間の距離がl₁となると、可
動盤26に連結される連結ロッド28a、28bを介して浮動盤
30、スペーサ36および可動金型38がタイバー24a、24bに
沿って型締め用シリンダ14側に移動を開始する。なお、
型締め用シリンダ14の動作に同期して押出シリンダ58を
駆動しシリンダロッド60を固定盤22側に変位させれば、
シリンダロッド60に連結された押出ロッド62a、62bが取
付板66および保持板68を介して押出ピン70a、70bを押圧
する。この結果、前記押出ピン70a、70bが可動金型38よ
り固定金型40側に突出し、製品Ｗが可動金型38および固
定金型40間より取り出される。この時の状態を第２図ｄ
に示す。

ここで、以上のようにして成形された製品Ｗに含有され
る繊維状充填材Ｂは熱可塑性樹脂材料中において第３図
に示すように配向している。すなわち、製品Ｗの上面部
Waは一旦溝部50に貯留された溶湯Ａが可動コア52および
可動金型38の作用下に圧縮されて成形されるため、ゲー
ト49の位置による影響がなく繊維状充填材Ｂが比較的ラ
ンダムな配向となる。また、製品Ｗの側面部Wbでは、繊
維状充填材Ｂが略平行となるように配向すると共に隣接
する側面部Wb間において急激な配向の変化が発生してい
ない。従って、繊維状充填材Ｂの配向状態による内部応
力がなく、この結果、反りや歪の発生が好適に抑制され
る。さらに、製品Ｗの上面部Waの外周形状に略相似する
断面形状を有した可動コア52を用いて溶湯Ａを前記上面
部Waの周縁部まで略同時に流動させた後、側面部Wbの終
端部まで前記溶湯Ａを充填しているため、溶湯Ａの硬化
時間が当該終端部において略同一となる。この結果、溶
湯Ａの収縮量の相違による変形がなく、極めて正確な製
品を成形することが出来る。

なお、本発明に係る射出圧縮成形機は第５図ａ乃至ｃに
示すように構成することも可能である。すなわち、ベー
ス80上に固定される可動金型82の雄型84には固定金型86
の雌型88が係合し、これらの雄型84および雌型88間には
製品Ｗを成形するためのキャビテイ90が画成される。一
方、可動金型82における雄型84の中央部には、第６図に
示すように、製品Ｗの上面部Waの外周形状に略相似形状
となる溝部92が画成されており、この溝部92の中央部に
は油圧シリンダ94の駆動作用下に固定金型86に指向して
変位可能な可動コア96が配設される。また、前記可動コ
ア96と溝部92の長尺な側壁との間にはフェンスコア98
a、98bが対向して配置される。この場合、フェンスコア
98a、可動コア96およびフエンスコア98bには夫々ピン10
0a乃至100cが植設されており、ピン100a、100bおよびピ
ン100b、100cは夫々長孔を介して係合するリンク部材10
2aおよび102bによって連結される。そして、これらのリ
ンク部材102a、102bの中間部は可動金型82に固定される
支軸104aおよび104bによって回動可能に軸支される。な
お、固定金型86の中央部にはノズル106の湯道108に連通
するスプルー110の開口部であるゲート112が開口する。

そこで、第５図ａの状態において、ノズル106の湯道108
を介して固定金型86のスプルー110におけるゲート112か
らキャビテイ90に溶湯Ａを射出する。この溶湯Ａはフェ
ンスコア98a、98b間の溝部92に貯留される。この場合、
溝部92の長手方向にはフェンスコア98a、98bが配設され
ているため、前記溶湯Ａは当該長手方向から流動するこ
となく前記溝部92に一様に貯留される。

次に、油圧シリンダ94の駆動作用下に可動コア96が固定
金型86に指向して上昇する。この時、フェンスコア98
a、98bはリンク部材102a、102bの作用によって前記可動
コア96の上昇動作と共に下降することになる。この結
果、可動コア96の上面部に貯留された溶湯Ａはキャビテ
イ90の短手方向および長手方向に対して夫々同時に流動
する。この時の状態を第５図ｂに示す。

次いで、図示しない駆動手段によって可動金型82を固定
金型86に指向して変位させると、溶湯Ａは製品Ｗの側面
部Wbに対応するキャビテイ90の周縁端部まで略同時に充
填されることになる。この場合、溶湯Ａに混入された繊
維用充填材Ｂは第３図に示す場合と同様に配向されるた
め、製品Ｗに対する反りや歪等の発生が効果的に抑制さ
れることになる。

以上のように、本発明によれば、可動金型の中央部に製
品の外周形状に対応する開口部を有した溝部に溶湯を注
入した後、前記溶湯を可動金型および固定金型間に押し
出し、次いで、前記可動金型を固定金型に指向してさら
に変位させることで当該溶湯をキャビテイに圧縮充填し
ている。従って、キャビテイに対するゲートの位置によ
らず溶湯の流動特性が一様となるため、内部応力等のな
い極めて好適な分子配向が得られる。この結果、成形さ
れた製品に反りや歪が発生することがなく、極めて高品
質な製品を得ることが出来る。なお、溶湯に繊維状充填
材を含有させた場合、配向特性の改善による効果は極め
て大きく、特に、製品の周縁部において配向による内部
応力の発生がなく、反りやクラックのない極めて堅牢且
つ高精度な製品を得ることが可能となる。

以上、本発明について好適な実施例を挙げて説明した
が、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに
設計の変更が可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ乃至ｃは従来技術における溶湯の流動特性およ
び繊維状充填材の配向特性の説明図、第２図ａ乃至ｄは本発明に係る射出圧縮成形機の構成お
よびその動作説明図、第３図は本発明に係る射出圧縮成形機によって成形され
た製品の説明図、第４図は本発明に係る射出圧縮成形機における金型構成
の説明図、第５図ａ乃至ｃは本発明に係る射出圧縮成形機の他の実
施例の構成および動作説明図、第６図は本発明に係る射出圧縮成形機における他の実施
例の金型構成の説明図である。 10……射出圧縮成形機、12……基台 14……型締め用シリンダ、16……射出ユニット 22……固定盤、24a、24b……タイバー 26……可動盤 28a、28b……連結ロッド 30……浮動盤 32a、32b……型内シリンダ 36……スペーサ、38……可動金型 40……固定金型、46……キャビテイ 49……ゲート、50……溝部 52……可動コア、54……連結ロッド 58……押出シリンダ、70a、70b……押出ピン 82……可動金型、86……固定金型 90……キャビテイ、94……押圧シリンダ 96……可動コア 98a、98b……フェンスコアＷ……製品、Ａ……溶湯Ｂ……繊維状充填材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】可動金型中央部に製品の外周形状に対応し
た形状の開口部を有する溝部に溶湯を注入し、次いで、
前記溝部に配設された可動コアを固定金型に指向して変
位させることで前記溶湯を可動金型および固定金型のキ
ャビテイに流動させ、さらに、前記可動金型を固定金型
に指向して変位させることで前記キャビテイを製品に対
応する形状とすると共に前記溶湯を当該キャビテイに充
填することを特徴とする射出圧縮成形方法。
【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の方法におい
て、周側部にフェンスコアの配設された溝部に溶湯を注
入し、次いで、可動コアを固定金型に指向して変位させ
ると共に前記フェンスコアを退動作させることで前記溶
湯をフェンスコアを介して可動金型および固定金型間の
キャビテイに流動させることからなる射出圧縮成形方
法。
【請求項３】固定金型と、前記固定金型と共働してキャ
ビテイを画成する可動金型と、前記可動金型の中央部
に画成され製品の外周形状に対応する開口部を有した溝
部に配設され前記固定金型に指向して変位可能な可動コ
アと、前記可動コアを変位させる可動盤と、可動盤およ
び可動金型間にあって前記可動盤の変位領域内に配設さ
れ前記可動盤の作用下に可動金型を固定金型に指向して
変位させる浮動盤とを備えることを特徴とする射出圧縮
成形機。
【請求項４】特許請求の範囲第３項記載の成形機におい
て、可動盤および浮動盤間の距離は可動金型に対する可
動コアの変位ストロークに等しく設定されてなる射出圧
縮成形機。