JPH10286855A

JPH10286855A - 型締油圧の圧抜制御方法

Info

Publication number: JPH10286855A
Application number: JP9093547A
Authority: JP
Inventors: Kozo Hibi; 幸三日比
Original assignee: Meiki Seisakusho KK
Current assignee: Meiki Seisakusho KK
Priority date: 1997-04-11
Filing date: 1997-04-11
Publication date: 1998-10-27

Abstract

(57)【要約】【課題】型締装置の圧抜制御を安定かつ急速に行えるよ
うにした型締油圧の圧抜制御方法を提供すること。【解決手段】金型２のキャビティに充填された溶融樹脂
の冷却工程完了前に、ブースタラム９への油圧を継続・
維持して供給するとともにメインシリンダ室14の油圧を
急速圧抜回路(22,26) によってタンク側に戻し、さら
に、金型の型開き前の型開遅延動作中に、ブースタラム
９の油圧をタンク側に戻すとともにメインシリンダ室14
に連通するプレフィル弁28を開放するステップを有し、
メインラム７の型締力を、金型の冷却工程時の型締圧力
に対して５％〜１２％の範囲でメインラムの急速圧抜時
間を０．０５秒以内としたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金型に型締力を作
用させる型締シリンダの圧力制御に関し、特に、射出成
形機の型開動作における型締油圧の圧抜制御に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】射出成形機は、複数本のタイバーに支持
された固定盤と可動盤に、固定金型と可動金型を有する
成形金型の両端部をそれぞれ固定した後、型締装置によ
って、この金型が開閉できるように構成されており、こ
の型締装置は、金型内のキャビティに溶融樹脂を射出す
るための射出装置の射出圧力に対抗できる型締力を作用
させて金型が開かないようにする。

【０００３】この型締装置は、通常、可動盤を中間にし
て固定盤とは反対側のタイバー端部にフランジ部が取り
付けられた型締シリンダを備えており、この型締シリン
ダに油圧を供給することによりメインラムの型締力を作
用させるが、成形機の４本のタイバーの締付応力を全く
同じ数値に揃えることは困難であり、各タイバーを１本
ずつ調整して固定盤と可動盤の平行度を厳密に保持する
ことは難しい。

【０００４】従って、このような状態で光ディスク基板
等の精密部品を成形する場合に、次のような問題を生じ
る。

【０００５】金型内のキャビティに射出された溶融樹脂
は、決められた冷却時間中冷却される。そしてこのキャ
ビティ内に配置されたスタンパのピットがディスク面に
転写されてディスク基板が形成される。

【０００６】しかし、冷却工程に続く型締シリンダの圧
抜時に、今まで延びていた４本のタイバーが型締圧力の
開放によって収縮されることにより元に戻る。この型締
圧力の圧抜時間分がスタンパからディスク基板が離型す
る時間に関係してくる。

【０００７】従って、上記のように４本のタイバーの締
付応力が揃っている時には、離型する時間差がディスク
基板内で生じないが、締付応力が揃っていない現状にお
いて、型締圧力を瞬時に落とすようにし、離型する時間
差を最小にして均等に離型できるようにしている。

【０００８】ただし、瞬時に完全に型締力をゼロにして
しまえば、あまりにも反動量が多くなり、金型はキャビ
ティ内の射出圧力により開いてしまい固定盤側からのエ
アーによる固定側の離型用エアブローの効果が不安定に
なってしまう。

【０００９】このようなことから、ピットの流れ現象や
離型タイミングに時間差が生じるためにディスク基板に
離型ムラを生じるので、ピットの２重転写や流れ現象に
起因するピット形状の異常や転写性の欠陥を解決する方
法として、特開平７−２４６６４４号公報に記載されて
いる光ディスク用基板の成形方法が示されている。

【００１０】この方法は、プリフォーマット情報を転写
するためのスタンパが取付られた射出成形金型に溶融樹
脂を導入して光ディスク用基板を成形するに当たり、溶
融樹脂導入から冷却時の型締圧を高圧とし、型開き前の
圧力を２０ｋｇｆ／ｃｍ² 〜０．１ｋｇｆ／ｃｍ² の低
圧とすることを特徴としている。

【００１１】この方法では、上記公報の図３に示すよう
に、冷却工程時において、一定か、もしくは段階的に上
昇下降させて型締射出圧縮圧力の開放時Ｂ点よりも時間
軸で手前に位置するＣ点で最終的に金型が開く程度の極
低圧ｃに設定し、この射出圧縮最終圧力ｃを型開きに利
用することで平滑かつ均一な金型開動作を行い、射出圧
縮圧開放時の不均一な離型を抑制することにより金型デ
ィスクの離型ムラ等を防止している。

【００１２】また、他の技術として、特公平６−７５８
８８号公報では、溶融樹脂の射出工程終了後に、その樹
脂材が固化する前に可動金型の型締圧力を略々開放し、
この状態で樹脂材が固化するまでキャビティ内に保持し
た後、上記樹脂材による成形ディスクを金型から取り出
すようにしたことを特徴とするディスクの射出成形方法
が開示されている。

【００１３】この方法では、樹脂材が完全に固化する前
に、可動金型に加えられていた型締圧力をゼロまたは極
めて低圧にまで急激に開放する。型締圧力を急激に開放
するには、ブースタラム式型締装置の場合、型締圧調節
器を介してサーボバルブ機構を作動させ、メインラム及
びブースタラムのシリンダ室内のオイルを急激に排出す
る。また、トグル式型締装置の場合、型締シリンダ内の
圧力を開放し、リンク機構の型締圧力を開放すればよ
い。

【００１４】このように、可動金型の型締圧力を所定の
タイミングで開放し、初期値複屈折をコントロールした
後、さらに、この状態を保持したまま樹脂材を完全に固
化する。ここで、金型は樹脂材と接触した状態で型締圧
力のみ開放する。

【００１５】即ち、この方法では、上記公報の図８に示
すように、樹脂材に均一な一定の型締圧力を作用させる
領域Ｃから所定のタイミングであるＤ点の位置で急激に
型締圧力を開放している。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た第１の従来方法では、金型開き量を生じさせながら、
最終的に金型が開く程度の極低圧に減圧するものであ
り、型開き前に低圧に保持できるものの、この低圧設定
時点から金型は開き始めている。

【００１７】一方、第２の従来方法は、樹脂材が固化す
るまでの間の所定のタイミングで可動金型の型締圧力を
開放しており、この変化は、例えば、１４０ｋｇ／ｃｍ
² 〜０ｋｇ／ｃｍ² への減圧で、好ましくは、その時間
が０．５秒以内となっている。そして、このゼロに近い
低圧状態を保持して射出開始時点から９秒後に型開を行
っている。

【００１８】従って、これらの方法では、所定の型締圧
力からその圧力を減圧するのみであるため、その最終設
定圧力値を保持し、かつその圧力値に達するまでの時間
を最小限に押えることを考慮していない。

【００１９】このような事情に鑑みて、本発明は、ブー
スタラムの規定最高油圧を維持したままで型締シリンダ
の型締圧力を急激に減圧することにより、型締装置の圧
抜制御を安定かつ急速に行えるようにした型締油圧の圧
抜制御方法を提供することを目的としている。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る型締油圧の圧抜制御方法は、ブースタ
ラムとメインラムを備えた型締装置の油圧制御におい
て、金型のキャビティに充填された溶融樹脂の冷却工程
完了前に、ブースタラムへの油圧を継続・維持して供給
するとともにメインシリンダ室の油圧を急速圧抜回路に
よってタンク側に戻す工程と、前記工程に続く金型の型
開き前の型開遅延動作中に、前記ブースタラムの油圧を
タンク側に戻すとともに前記メインシリンダ室に連通す
るプレフィル弁を開放する工程とを有していることを特
徴としている。

【００２１】また、好ましくは、急速圧抜回路は、サー
ボバルブのみまたはサーボバルブと該サーボバルブに並
列配置したパイロットチェックバルブから構成されてい
る。

【００２２】さらに、ブースタラムの直径の二乗値は、
メインラムの直径の二乗値の５％から１５％の範囲であ
り、かつ前記メインラムの急速圧抜時間が０．０５秒以
内となるように急速圧抜が実行できるようになってい
る。

【００２３】このような構成から、冷却工程完了前に、
第１のバルブ（サーボバルブ）によってメインラムに供
給された油圧が圧抜されるとともに、更なる油圧を第２
のバルブ（パイロットチェックバルブ）を開いて圧抜す
るので、型締シリンダ内に供給された油圧は、急激にタ
ンクに排出されて減圧する。

【００２４】この時、ブースタラムへの油圧は所定の油
圧を維持している。この所定油圧によって型締シリンダ
に作用する型締力は、メインラムとブースタラムの口径
比に関連して、冷却工程時に与えられた設定型締圧力に
対して、ブースタラムの直径の二乗値と、メインラムの
直径の二乗値との比に応じた低圧となる。

【００２５】この変化は、ブースタラムへの油圧は維持
された状態のままで、全体として型締シリンダ内の圧力
が減圧されるので、急激に減圧してもブースタラムによ
る所定設定値は安定していることから、そこに至るまで
の時間を短縮して０．０５秒以内に低下することが可能
となる。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。図１の型締装置１は、成形金型２を可動
盤３と固定盤４との間に取り付けて型締作業を行うもの
で、一般的な直圧式の型締シリンダ５を有する機構であ
り、その他トグル機構を含む種々の形式が使用されてい
るが、ここでは、この直圧式を中心にして説明する。

【００２７】図１において、型締装置１は、可動盤３を
中間にして固定盤４とは反対側の各タイバー６の一端部
にフランジ部５ａを取り付けた型締シリンダ５を備えて
おり、その内部にメインラム７を有し、その先端部が可
動盤３に固定されている。

【００２８】また、メインラム７の中心部にラム後端部
から前方に向けて延びた内孔８を備えて、その内孔８に
パイプ状のブースタラム９が挿入され、ブースタラム９
の後端部に油圧供給口１０を設けて、メインラム７を高
速で型閉移動させる。型締シリンダ５には、他に２つの
油圧供給口１２，１３が設けられ、メインラム７のメイ
ンシリンダ室１４内に油圧を供給することによって、油
圧供給口１２からメインラム７へ型締油圧が加わり、一
方、油圧供給口１３へ油圧を供給することにより型開が
行われる。ここで、本発明では、ブースタラム９の直径
の二乗値は、メインラム７の直径の二乗値の５％〜１５
％にするのが好ましく、この比が、即ち、受圧面積比と
なり、したがって型締圧力の低下率ともなるのである。

【００２９】このような型締装置１は、固定盤４の前側
に配置される図示しない射出装置と対向するように配置
されるものである。

【００３０】また、本発明の型締油圧の圧抜制御を行う
ための油圧制御装置は、図１に示す油圧回路２０を備え
ている。この回路２０は、油圧源２１から方向切換弁３
０のＣ側切換え位置において連通する管路３２に４ポー
ト３位置のサーボバルブ２２を配置し、その二次側管路
２４を型締シリンダの供給口１２に接続して、型締装置
１を制御する。

【００３１】また、この二次側管路２４とタンクとの間
の戻り管路２５には、ソレノイドＳＰの作動により弁を
開くパイロットチェックバルブ２６が設けられ、さら
に、型締シリンダ５の別の排出口２９に別のパイロット
チェックバルブ２８であるプレフィル弁が設けられてい
る。このプレフィル弁もソレノイドＺの作動により弁を
開くようになっている。

【００３２】さらに、型閉のためのブースタラム９及び
型締のための供給口１２と型開のための供給口１３へ、
選択的に油圧を供給するための方向切換弁３０が設けら
れている。

【００３３】パイロットチェックバルブ２６は、サーボ
バルブ２２と連動して、型締シリンダに供給された油圧
をソレノイドＳＰの作動により急激にタンク側に戻す減
圧弁として機能するが、サーボバルブ２２のみでも型締
圧抜が可能である。しかし、その場合、サーボバルブ２
２の口径が十分大きくないと、圧抜時間を０．０５秒以
内にすることは困難である。したがって、本発明に係る
急速圧抜回路は、サーボバルブのみ、またはサーボバル
ブ２２とパイロットチェックバルブ２６で構成が可能で
ある。

【００３４】一方のパイロットチェックバルブ２８は、
プレフィル弁であるため、ソレノイドＺをオンさせても
型締シリンダのメインシリンダ室の圧力が約１５ｋｇ／
ｃｍ ² 以下に低下しないと弁を開いてタンクに排出でき
ないようになっている。

【００３５】また、ブースタラム圧抜用の方向切換弁２
７が、サーボバルブ２２と供給油圧を切換える方向切換
弁３０とを結ぶ管路３２に交差して連通する管路３３に
接続されており、この管路３３は、ブースタラム９の供
給口１０に接続されており、ソレノイドＸの作動により
ブースタラム９に供給されていた油圧をタンク側に戻す
ようになっている。従来の油圧回路では、サーボバルブ
２２と、圧抜用の方向切換弁２７によって圧抜されてい
たので、メインシリンダ室１４の油圧は急激に低下せ
ず、図２の従来例で示すように、１２０ｋｇ／ｃｍ² か
ら０ｋｇ／ｃｍ²まで約０．１３秒かかっていた。この
ためタイマで設定される型開遅延時間は０．２秒を必要
としている。

【００３６】これに対して、本発明の油圧制御回路で
は、ソレノイドＳＰの作動によりパイロットチェックバ
ルブ２６が直ちに開き、また、サーボバルブ２２からも
メインシリンダ室１４内の油圧が排出されるので、図２
のグラフで示すように、圧抜時間は０．０５秒以内に短
縮され、型開遅延時間の間、この型締力を維持して、型
締動作を完了する。このパイロットチェックバルブ２６
とサーボバルブ２２によって急速圧抜回路が構成され
る。この場合、この急速圧抜回路の作用によって、型開
遅延時間は、０．２秒から０．１秒に短縮できる。

【００３７】上述の本発明に係る型締装置１の作動を、
図２及び図３を用いて型締動作の工程に沿ってより詳細
に説明する。

【００３８】始めに方向切換弁３０のソレノイドＣを励
磁することにより、ブースタラム９を作動させて金型２
が閉じられる。そして、この型閉動作の完了後に、型締
動作の第１段階（図２のＡ〜Ｂ区間）が開始される。こ
の段階では、油圧源２１からの作動油が所定の圧力で方
向切換弁３０を介して管路３２，３３に供給され、管路
３３からブースタラム９に、また、管路３２からサーボ
バルブ２２を介して制御された圧力の作動油が型締シリ
ンダ５の供給口１２に供給されてメインラム７に油圧が
加えられることにより型締動作が開始される。

【００３９】続く第２段階（図２のＢ〜Ｄ区間）では、
サーボバルブ２２を制御して一時型締圧力を低下させ
る。そして、射出動作完了後、型締圧力を再上昇させ
て、所定の最適型締圧力において、金型の冷却工程が進
行し、溶融樹脂が次第に固化していく。

【００４０】さらに、第３段階（図２のＤ〜Ｅ区間）で
は、ブースタラム９への油圧は維持されたままである
が、ソレノイドＳＰをオンさせてパイロットチェックバ
ルブ２６を開き、この戻り管路２５からの作動油を急激
にタンクへ戻す。この結果、型締シリンダ５内のメイン
ラム７の一次側シリンダ室（メインシリンダ室）１４に
供給されていた作動油が、わずかに０．０５秒以内で排
出される。

【００４１】図２では、この動作が従来例と本発明とを
比較した型締動作における型締圧力の変化グラフが示さ
れており、従来例では、図３に示すバルブの作動タイミ
ングによって、ブースタラムとメインラムからの作動油
を戻す時間は、約０．１３秒である。

【００４２】一方、本発明では、ブースタラムへの供給
油圧を継続・維持して、これを保持し、メインラムのみ
油圧を急激に排出できるために、上記のように０．０５
秒以内という数値が得られた。

【００４３】図３に示すように、本発明のバルブの開閉
は、サーボバルブ２２とパイロットチェックバルブ２６
を金型の冷却工程完了前に作動させている。即ち、図１
において、サーボバルブ２２のソレノイドを作動させ
て、左側の切り換え位置にしてメインラム７に供給され
ていた作動油を管路２４を通りサーボバルブポートＡか
らポートＴを経てタンクに戻す。そして同時に、この管
路２４，２５を通じてパイロットチェックバルブ２６を
開かせて急激にタンクに戻す。

【００４４】そして、型開遅延時間としての０．１秒の
間、ブースタラム９からの作動油をタンクに戻す方向に
切り換える圧抜用の方向切換弁２７のソレノイドＸを作
動させ、また、この型開遅延開始時よりメインラム７に
供給されていた作動油を別の排出口２９からの管路に接
続されたもう１つのパイロットチェックバルブ２８であ
るプレフィル弁を開かせて型締圧力を完全にゼロにす
る。その後、方向切換弁３０をＣからＯに切換えて、型
開するのである。

【００４５】これにより、本発明は、図２に示す型締プ
ロフィールに沿う型締力を実現することができる。ま
た、本発明によって、型締圧力を０．０５秒以内でブー
スタラムのみで作用させる所望低圧型締圧力に減圧した
場合には、光ディスク基板における重要な特性、ピット
及びランド部での判定基準となるPIT JITTER、LAND JIT
TER の数値が次表のように改善される。

【００４６】

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、ブース
タラムへの供給油圧を維持したままで、金型の冷却工程
完了前に複数のバルブを開き、型締シリンダのメインラ
ムに供給されていた作動油をサーボバルブの戻り管路を
通じて排出するとともに、型締シリンダのシリンダ室内
の圧力に影響されずに他の管路を用いて急速に作動油を
排出することにより、所望の型締圧力に短時間で減圧し
てこの圧力値を維持できるので、型締力の圧抜動作に影
響する製品の成形精度が維持され、特に、ディスク基板
のピット及びランド部での判定基準となるPIT JITTER、
LAND JITTER の数値を改善することができる。さらに、
圧抜時間短縮に伴って成形サイクル時間の短縮も図れ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の型締油圧の圧抜制御に関連した型締装
置とその油圧回路を示す構成図である。

【図２】従来例と本発明とを比較した型締動作の経過に
基づく圧抜工程を示すグラフである。

【図３】従来例と本発明とを比較したバルブの開閉動作
のタイミングと型締力の変化を示す線図である。

【符号の説明】

１型締装置２金型３可動盤４固定盤５型締シリンダ７メインラム９ブースタラム１４メインシリンダ室２１油圧源２２サーボバルブ２６，２８パイロットチェックバルブ２７，３０方向切換弁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ブースタラムとメインラムを備えた型締装
置の油圧制御において、金型のキャビティに充填された溶融樹脂の冷却工程完了
前に、ブースタラムへの油圧を継続・維持して供給する
とともにメインシリンダ室の油圧を急速圧抜回路によっ
てタンク側に戻す工程と、前記工程に続く金型の型開き前の型開遅延動作中に、前
記ブースタラムの油圧をタンク側に戻すとともに前記メ
インシリンダ室に連通するプレフィル弁を開放する工程
とを有していることを特徴とする型締油圧の圧抜制御方
法。
【請求項２】前記急速圧抜回路は、サーボバルブのみま
たはサーボバルブと該サーボバルブに並列配置したパイ
ロットチェックバルブからなることを特徴とする請求項
１記載の方法。
【請求項３】前記ブースタラムの直径の二乗値が前記メ
インラムの直径の二乗値の５％から１５％の範囲であ
り、かつ前記メインラムの急速圧抜時間が０．０５秒以
内であることを特徴とする請求項１または請求項２記載
の方法。