JPH11156896A - 射出成形方法及び射出成形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 型閉じ状態でのキャビティ１_C 内からの所要
の排気通路を確保し、成形用材料充填のための排気を容
易にかつ確実に行うことを可能とする。 【解決手段】 下金型１Ｂに、キャビティ１_C を締め切
るパーティング面１_PLの外周側を取り囲むように、エラ
ストマからなるＯリング６が装着されている。このＯリ
ング６は、型閉じ状態では上金型１Ａと下金型１Ｂに潰
された状態に圧接してパーティング面１_PLの外周側をシ
ールする。下金型１Ｂには、パーティング面１_PLとＯリ
ング６の装着部との間の空間に臨んで排気孔１６が形成
され、その外端が真空ポンプ７に接続されている。下金
型１Ｂの下面側には所要数の超音波発振子９が取り付け
られ、真空ポンプ７によるキャビティ１_C 内の強制排気
の際にこの超音波発振子９で下金型１Ｂを加振すること
によって、パーティング面１_PLに排気通路となる隙間を
確保する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金型のキャビティ
内を真空引きにより強制排気してからこのキャビティ内
に成形用材料を射出して、エラストマあるいはプラスチ
ック製品を成形する射出成形技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】射出成形においては、従来から、例えば
キャビティ内に臨んで金型に開設されたエジェクタ挿通
孔とこれに挿通された成形品突き出し用のエジェクタピ
ンとの間の僅かな隙間を介して、真空ポンプによりキャ
ビティ内の強制排気を行い、所定の排気時間が経過する
か、あるいはキャビティ内が所定の真空度となった時点
で、このキャビティへの成形用材料の射出を開始する技
術が知られている。しかし、この従来技術においては、
射出される成形用材料が低粘度である場合、射出成形工
程の繰り返しによって徐々に前記成形用材料がエジェク
タ挿通孔とエジェクタピンとの間の隙間に侵入して固ま
ってしまい、エジェクタの動作に支障を来す問題が指摘
される。しかもこの場合、キャビティからの強制排気流
路となる前記隙間が成形用材料で閉塞されることによっ
て、キャビティの所定の真空度が得られなくなったり、
所定の真空度になるまでの強制排気時間が長くなったり
することがある。

【０００３】また他の従来技術としては、金型装置全体
を真空チャンバで囲んで、射出成形に際しては型締め前
に真空ポンプにより前記真空チャンバ内の強制排気を行
い、所定の排気時間が経過するか、あるいは真空チャン
バ内が所定の真空度となった時点で型締めして金型キャ
ビティへの成形用材料の射出を開始するものがある。し
かし、この場合は金型装置全体が真空チャンバで囲まれ
ているので型締め機構が複雑になってしまうことが避け
られない。また、真空チャンバ内の強制排気によって間
接的にキャビティの真空引きを行うものであるため、強
制排気すべき容積が大きく、所定の真空度になるまでの
排気時間が長くなり、しかも真空チャンバのシール機構
が長期使用に耐えられないといった問題が指摘される。

【０００４】また、更に他の従来技術としては、固定側
又は可動側の金型にそのパーティング面の外周を取り囲
むパッキンを設けて、型閉じ時に完全な型締め状態とは
せずにパーティング面外周を前記パッキンでシールする
ようにし、前記パーティング面とパッキンとの間の位置
に開口した真空引き用の排気孔及び前記パーティング面
に存在する隙間を介して真空ポンプでキャビティ内の強
制排気を行い、所定の排気時間が経過するか、あるいは
キャビティ内が所定の真空度となった時点で金型を完全
に型締めして真空ポンプを停止し、成形用材料の射出を
開始するものがある。しかし、この場合はキャビティ内
が真空引きによって負圧になると、金型にその外側の大
気の圧力との差圧による型締め方向の荷重が加わってパ
ーティング面がほぼ密接状態になり、パーティング面間
の隙間による排気流路が遮断されてしまうので、高真空
度が得られにくいといった問題が指摘される。

【０００５】また、上述のように、真空引きの過程で金
型にその外側の大気の圧力との差圧による型締め方向の
荷重が加わってパーティング面の隙間による強制排気流
路が遮断されてしまうのを防止する手段としては、両金
型間にスプリングを挿入し、真空引きの際の大気圧によ
る型締め力に抗するスプリング力でパーティング面間の
隙間を確保する方法が採用されている。しかしこの場合
は、成形時にパーティング面に押し出されたバリがコイ
ルスプリングに付着すると、その動作が妨げられてしま
うため、スプリング力でパーティング面間に適切な隙間
を確保するにはその管理が難しく、一定荷重を保つこと
は不可能である。また、型締め用の油圧機構をサーボ制
御し、真空引きの際にパーティング面間に一定の隙間を
確保する機構がＤＶＤ用成形機等で採用されているが、
真空引きのための機構としては高価なものになってしま
う。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な事情のもとになされたもので、その技術的課題とする
ところは、型閉じ後にキャビティ内を真空引きする際
に、パーティング面間の隙間によるキャビティ内からの
強制排気通路を確保し、キャビティ内の真空度を容易に
かつ確実に高めることを可能とすることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述した技術的課題は、
本発明によって有効に解決することができる。すなわち
本発明に係る射出成形方法は、固定側及び可動側の金型
を互いに型締めされていない状態に型閉じすると共に互
いに会合したパーティング面の外周側をシールし、前記
型閉じによって前記パーティング面の内側に画成された
キャビティを真空引きすると共に一方の金型を超音波加
振して前記パーティング面に振動変位による隙間を形成
し、前記キャビティ内が所定の真空度となった時点で前
記超音波加振を停止すると共に前記両金型を型締めする
ことにより前記パーティング面を密接させて前記真空引
きを停止し、前記キャビティ内へ成形用材料を射出する
ものである。

【０００８】また、上記方法を実現するため、本発明に
係る射出成形装置は、固定側及び可動側の金型を互いに
型閉じさせた時に互いに会合するパーティング面の外周
側をシールするパッキンと、前記両金型のうちいずれか
一方に形成されて前記パーティング面の内側のキャビテ
ィと前記パッキンとの間の位置で前記両金型間の隙間に
開口された排気孔と、この排気孔に接続された真空ポン
プと、固定側及び可動側のうちいずれか一方の金型に取
り付けられた超音波発振子とを備え、この超音波発振子
は前記真空ポンプによる前記キャビティ内の強制排気時
に駆動されて前記金型に前記パーティング面を開閉させ
る振動変位を与えるものである。

【０００９】したがって、射出成形を行うに際し、まず
可動側の金型を固定側の金型に対して型閉じ動作させる
ことによって、両金型のパーティング面の外周をパッキ
ンでシールした後、真空ポンプにより排気孔及び前記パ
ーティング面間の隙間を介してキャビティ内の強制排気
を行うと共に、超音波発振子を駆動させる。またこの
時、両金型に対して型締め力は与えない状態にする。キ
ャビティ内が前記強制排気によって負圧になっていく
と、これに伴って両金型には大気の圧力による型締め方
向の荷重が加わるが、金型が超音波で加振されているこ
とによってパーティング面が振動周期に対応して開閉す
るように振動変位し、真空ポンプによるキャビティから
の強制排気通路となる隙間が確保されるので、キャビテ
ィ内を短時間で所定の真空度に真空引きすることができ
る。キャビティ内が所定の真空度となったら超音波発振
子による金型の加振を停止し、型締めを行い、真空引き
を停止し、キャビティへの成形用材料の射出を行う。真
空状態となったキャビティに、成形用材料は高速で充填
される。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１及び図２は、本発明に係る好
適な一実施形態として、真空射出成形に用いる射出成形
装置を示すもので、上面に成形用材料Ｐの供給口である
スプル１１が形成されると共にこのスプル１１から下面
に向けて延びるランナ１２が形成された上金型１Ａと、
その下側に配置された下金型１Ｂとを有する。上金型１
Ａは上熱盤２Ａ及び上断熱盤３Ａと共に上側の固定盤４
Ａに取り付けられ、下金型１Ｂは下熱盤２Ｂ及び下断熱
盤３Ｂと共に下側の可動盤４Ｂに取り付けられている。
可動盤４Ｂは図示されていない型締め機構によって昇降
され、この可動盤４Ｂによって、下金型１Ｂが上金型１
Ａに対して型閉じ及び型開き動作を行うようになってい
る。また、溶融した成形用材料Ｐを射出する射出機の射
出ノズル５が固定盤４Ａ、上断熱盤３Ａ及び上熱盤２Ａ
の内周を上下に進退移動して、そのノズル先端５ａが上
金型１Ａのスプル１１に接離されるようになっている。

【００１１】下金型１Ｂの上面には、図２に示すような
上金型１Ａとの型閉じ状態においてランナ１２と連続し
た成形用空洞であるキャビティ１_C を形成する凹部１３
と、上金型１Ａの下面に当接して前記キャビティ１_C の
外周を締め切るパーティング面１_PLを形成する突条部１
４とを有し、この突条部１４の外周側を取り囲むように
形成されたＯリング装着溝１５内には、パッキンとして
耐熱性の良好なエラストマからなるＯリング６が装着さ
れている。このＯリング６は、図１に示す型開き状態で
は上面が前記突条部１４より高くなっており、このため
図２に示す型閉じ状態では適当な潰し代で前記上金型１
Ａの下面と前記Ｏリング装着溝１５の内面に密接し、前
記パーティング面１_PL（突条部１４）の外周側をシール
するようになっている。

【００１２】下金型１Ｂには、一端がパーティング面１
_PL（突条部１４）とＯリング６によるシール部との間の
環状空間Ｓに臨んで開口した排気孔１６が形成されてお
り、この排気孔１６の他端は排気パイプ１６ａを介して
真空ポンプ７の吸気口に接続されている。また、キャビ
ティ１_C となる凹部１３からは導圧孔１７が延びてお
り、この導圧孔１７は導圧パイプ１７ａを介して真空計
８に接続され、前記真空ポンプ７により強制排気される
キャビティ１_C 内の圧力（真空度）を計測するようにな
っている。

【００１３】下金型１Ｂの下面側には、振動面（放射
面）が上側を向いた所要数の超音波発振子９がキャビテ
ィ１_C の外周の突条部１４とほぼ対応するように取り付
けられている。この超音波発振子９は、図示されていな
い高周波電圧発生部からの高周波電圧の印加によって励
振されて所定の周波数の超音波を放射し、下金型１Ｂを
上下方向の所定振幅で加振するもので、例えば磁歪型、
あるいはランジュバン型のものなどが好適に採用され
る。

【００１４】上述の構成を有する射出成形装置による成
形工程においては、まず図１に示す型開き状態で、射出
機の射出ノズル５を下降動作させてそのノズル先端５ａ
を上金型１Ａのスプル１１に密接衝合させる。次に、型
締め機構による可動盤４Ｂの上昇移動によって、図２に
示すように、下金型１Ｂを上金型１Ａに対して型閉じさ
せる。これによって、上金型１Ａと下金型１Ｂの間には
成形用材料の充填空間であるキャビティ１_C が画成さ
れ、突条部１４の外周側のＯリング６が両金型１Ａ，１
Ｂに潰された状態に密接される。また、この型閉じ状態
においては型締め力は付与されておらず、このため突条
部１４と上金型１Ａによるパーティング面１_PLには微小
な隙間が存在している。

【００１５】次に、上記型閉じ状態において真空ポンプ
７を駆動させると共に、超音波発振子９を高周波電圧の
印加によって励振させると、キャビティ１_C 内に閉じ込
められた空気はパーティング面１_PLの隙間から環状空間
Ｓ及びこの環状空間Ｓに開口した排気孔１６を介して真
空ポンプ７により強制排出される。そしてこの時、キャ
ビティ１_C から延びるランナ１２は射出ノズル５によっ
て閉塞されていて、このランナ１２を介しての空気の流
入が遮断されているので、キャビティ１_C 内が真空引き
されることになる。

【００１６】上記強制排気によりキャビティ１_C 内の真
空度が高まるのに伴って、両金型１Ａ，１Ｂには外部か
らの大気の圧力との差圧による型締め方向の荷重が加わ
るが、超音波発振子９によって加振されている下金型１
Ｂの突条部１４が所定振幅で上下に振動変位し、これに
よってパーティング面１_PLが高速で開閉動作を繰り返し
ているので、密接状態にはならない。このため、キャビ
ティ１_C の外周には排気孔１６への一定の排気通路が確
保され、キャビティ１_C 内の強制排気が円滑に行われ
る。

【００１７】真空計８によってモニタリングされている
キャビティ１_C 内の真空度が設定値に達したら、その時
点で超音波発振子９の励振を停止すると共に、型締め機
構による高速型締めを行う。これによってパーティング
面１_PLが所定の面圧で全周が密接状態となるので、この
時点で真空ポンプ７を停止し、射出ノズル５から溶融し
た成形用材料Ｐを上金型１Ａのスプル１１及びランナ１
２を介してキャビティ１_C へ射出する。キャビティ１_C
内は高真空状態にあるため、成形用材料Ｐは高速で充填
される。

【００１８】キャビティ１_C 内に充填された成形用材料
が架橋硬化するのに必要な所定の時間が経過したら、可
動盤４Ｂを下降移動させることによって型開きを行い、
下金型１Ｂの凹部１３（キャビティ１_C ）から成形品を
取り出す。

【００１９】図３は、上述した型閉じ状態での真空引き
の際に、真空計８によってモニタリングされているキャ
ビティ１_C 内の真空度の推移を、超音波発振子９によっ
て下金型１Ｂを加振した場合と加振しない場合とで比較
した試験結果を示すものである。この試験結果から明ら
かなように、下金型１Ｂを加振することによって、加振
しない場合よりも著しく高真空度を達成することができ
た。また、これによって成形品のエア混入による不良が
低減された。

【００２０】なお、本発明は上記実施形態には限定され
ない。例えば、図示の例では排気孔１６、導圧孔１７及
び超音波発振子９がいずれも下金型１Ｂ側に設けられて
いるが、これらは上金型１Ａ側に設けても良い。

【００２１】

【発明の効果】本発明の射出成形装置によると、型閉じ
させてパーティング面の外周側をシールした状態で前記
超音波発振子を駆動させることによって、キャビティの
真空引きの際の強制排気通路となるパーティング面の隙
間が確保するものであるため、型締め機構の制御等を複
雑化することなく、成形用材料充填前の真空引きによる
キャビティ内の高真空度を確実にかつ短時間で達成で
き、成形品の品質が向上するといった効果が実現され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を真空射出成形のための射出成形装置に
適用した好適な一実施形態を示す、型開き状態の概略的
な断面図である。

【図２】上記実施形態を示す型閉じ状態の概略的な断面
図である。

【図３】試験結果を示す説明図である。

【符号の説明】

１Ａ 上金型（固定側の金型） １Ｂ 下金型（可動側の金型） １_C キャビティ １_PL パーティング面 １１ スプル １２ ランナ １３ 凹部 １４ 突条部 １５ Ｏリング装着溝 １６ 排気孔 １６ａ 排気パイプ １７ 導圧孔 １７ａ 導圧パイプ ２Ａ 上熱盤 ２Ｂ 下熱盤 ３Ａ 上断熱盤 ３Ｂ 下断熱盤 ４Ａ 固定盤 ４Ｂ 可動盤 ５ 射出ノズル ５ａ ノズル下端 ６ Ｏリング（パッキン） ７ 真空ポンプ ８ 真空計 ９ 超音波発振子 Ｐ 成形用材料

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定側及び可動側の金型（１Ａ，１Ｂ）
   を互いに型締めされていない状態に型閉じすると共に互
   いに会合したパーティング面（１_PL）の外周側をシール
   し、 前記型閉じによって前記パーティング面（１_PL）の内側
   に画成されたキャビティ（１_C ）を真空引きすると共に
   一方の金型（１Ｂ）を超音波加振して前記パーティング
   面（１_PL）に振動変位による隙間を形成し、 前記キャビティ（１_C ）内が所定の真空度となった時点
   で前記超音波加振を停止すると共に前記両金型（１Ａ，
   １Ｂ）を型締めすることにより前記パーティング面（１
   _PL）を密接させて前記真空引きを停止し、 前記キャビティ（１_C ）内へ成形用材料を射出すること
   を特徴とする射出成形方法。
2. 【請求項２】 固定側及び可動側の金型（１Ａ，１Ｂ）
   を互いに型閉じさせた時に互いに会合するパーティング
   面（１_PL）の外周側をシールするパッキン（６）と、 前記両金型（１Ａ，１Ｂ）のうちいずれか一方に形成さ
   れて前記パーティング面（１_PL）の内側のキャビティ
   （１_C ）と前記パッキン（６）との間の位置で前記両金
   型（１Ａ，１Ｂ）間の隙間に開口された排気孔（１６）
   と、 この排気孔（１６）に接続された真空ポンプ（７）と、 固定側及び可動側のうちいずれか一方の金型（１Ｂ）に
   取り付けられた超音波発振子（９）とを備え、 この超音波発振子（９）は前記両金型（１Ａ，１Ｂ）の
   型閉じ後に前記真空ポンプ（７）による前記キャビティ
   （１_C ）内の強制排気時に駆動されて前記金型（１Ｂ）
   に前記パーティング面（１_PL）を開閉させる振動変位を
   与えることを特徴とする射出成形装置。