JPH11227014A - 射出成形機および成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ダイプレートの平行度不良によって、成形工程
中に発生する型開き量が不均一となり、成形品の厚さ等
の精度が悪くなるという問題点があった。 【解決手段】成形機のダイプレートに間隔調節部を設
け、ダイプレートの平行度を向上し高精度の成形品を得
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、固定ダイプレート
と可動ダイプレートを有し、固定ダイプレートに固定金
型を、前記可動ダイプレートに可動金型を取付け、固定
金型と可動金型により構成されるキャビティ内へ樹脂を
射出、注入して成形品を得る射出成形装置に関するもの
であり、更に詳しくは、その際、光学レンズのような高
精度の成形品が常に安定性良く得られるように改良を図
った、かかる射出成形機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】レンズ等の高精度部品の多数個取りに用
いる射出成形金型は、特開昭５５−２５９７３号公報、
特開昭５７−１２３０３１号公報に記載のように金型中
央からサイドゲートを介して各キャビティにプラスチッ
ク樹脂を充填する構造となっている。単なる射出成形用
金型、射出後に圧縮する所謂射出圧縮成形用金型とも基
本的にこの構造を用いている。

【０００３】図３は一般的な成形金型を従来の一般的な
成形機に取り付けた状態の金型取付け主要部のみの一例
を示す断面図である。ここでは１度の成形で２個の成形
品を作る２個取り用の金型を例として示した。同図にお
いて、１は射出成形機で、その主要部として１１は固定
ダイプレート、１２は可動ダイプレート、１３はタイバ
ー、１４は固定ダイプレート締め付け用ナットである。

【０００４】また、２は成形金型で、その主要部として
２０１は固定型、２０２は可動型、２０３はスペーサブ
ロック、２０４は固定型取付板、２０５は可動型取付
板、２０６はキャビティ、２０７はゲート（成形品の側
面から充填するのでサイドゲートという）、２０８はラ
ンナ、２０９はスプル、２１０は押出板、２１０Ａは押
出棒、２１１は空間、２１２は突き出しピンである。固
定ダイプレート１１、可動ダイプレート１２に固定型２
０１、可動型２０２が各々固定型取付板２０４、可動型
取付板２０５で固定してある。

【０００５】かかる成形機に取付けた金型に、成形機の
図示せざる射出ユニットから溶融樹脂が射出、注入され
るわけであるが、その際、溶融樹脂は、スプル２０９、
ランナ２０８、ゲート２０７を通過してキャビティ２０
６内に充填される。その後、固定型２０１と可動型２０
２を分離し、押出板２１０を空間２１１内で上昇させる
と、それに伴って押出棒２１０Ａ、突き出しピン２１２
も上昇して、キャビティ２０６内に樹脂が充填されるこ
とによって形成された成形品２１３をキャビティ２０６
の外へ取り出すことができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、成形
前の成形機のダイプレートの平行度と、成形工程中に射
出・充填される樹脂の圧力による成形金型の変形が成形
品に及ぼす精度劣化について十分な配慮がされていなか
った。

【０００７】図６は、図５に示した如き射出成形機およ
び成形金型に、溶融樹脂２１３を射出、注入したときに
しばしば発生する状態を幾分誇大化して示した断面図で
ある。

【０００８】即ち図６において、注入樹脂２１３の圧力
により、固定型２０１と可動型２０２は、そのパーティ
ング面２１４に開きが発生しており、その開き量が同図
の上下で異なっている。この上下の開き量の差は、成形
前の状態で成形機の固定ダイプレート１１と可動ダイプ
レート１２が平行になっていない場合に生じる。この平
行度不良は、成形金型を取付ける前から生じている場合
もあるし、成形金型を取り付けた際に金型の重さでダイ
プレートに倒れが生じる場合もある。

【０００９】この平行度不良は一旦、型締力が負荷され
た時点で解消され、非常に型締力が大きい場合や射出圧
力が小さい場合には成形終了時点まで発生しないが、レ
ンズのような高精度部品の成形では、キャビティ２０６
内での樹脂には５００〜１５００kg/cm2程度の圧力が負
荷され、型が開く状態となるため、樹脂充填時に再び平
行度不良が発生するわけである。

【００１０】この開き量の上下の差は上下各々のキャビ
ティで得られる成形品の厚さが異なり、また１つの成形
品の中でも厚さが不均一になることが明らかである。通
常の場合、この変形量は数十ミクロン〜数百ミクロンと
なり、特に高精度部品の精密成形の場合には、成形品の
精度劣化となり問題である。

【００１１】ここで、金型の重さで倒れ量が変わる場合
が多い。したがって、金型を交換するたびに平行度を調
整することが必要となる。

【００１２】この対策として、非常に型締力の大きい成
形機を使用する、射出時の樹脂圧力を下げる、金型を小
さくするなどで型が開かないようにすることが考えられ
るが、各々、非常に高価となったり、「ヒケ」による精
度不良が発生するようになり、逆に型開きが発生する方
が圧縮効果をもち成形品の精度の安定性を向上すること
ができるため、これらの方法は現実的ではなかった。

【００１３】そのため、本発明の目的は、ダイプレート
の間隔を制御することにより、この成形工程中の型開き
を調整し、高精度の成形品を得ることができる精密な射
出成形機を提供することにある。

【００１４】また、既に図６に示したようなダイプレー
トの平行度が悪い成形機で成形を行い、その結果を用い
その成形機で良品が得られるように寸法調整を行ってい
る成形金型を、これまでとダイプレート間隔が異なる他
の成形機では成形すると、そのままでは良品が得られな
いという問題点があった。

【００１５】そこで、本発明の別の目的は、既にダイプ
レートの平行度が悪い射出成形機で調整した成形金型を
そのまま使用し、良好な成形品を得ることができる精密
な射出成形機を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、射出成形機において、固定ダイプレート
と可動ダイプレートの間隔を複数の位置で検出するよう
にし、その各位置のダイプレート間隔がおのおの所定の
値になるよう、固定ダイプレートと可動ダイプレートの
間隔を制御することにより、型開き量を調節できるよう
にしたものである。

【００１７】ここで、前述の金型の倒れを防止し、高精
度の成形品を得るには、成形中の各位置のダイプレート
間隔を等しくすなわち上下で均一の型開き量にするよう
にするとで達成できる。

【００１８】また、既にこれまで他の成形機等で使用し
てきておりその特性を考慮してキャビティ寸法を調整し
てある成形金型をそのまま使用する場合には、以前使用
した状態を再現するようにダイプレート間隔を調整する
ことで達成できる。

【００１９】ここで、ダイプレートの平行度不良による
型開き量の位置による差は数十ミクロン〜数百ミクロン
であることが多いため、ダイプレート間隔は、１００μ
ｍ以下の精度、好ましくは２０μｍ以下、さらに好まし
くは１０μｍ以下の精度で調整を行う。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の射出成形機の実施
例を図により説明する。

【００２１】図１は本発明の一実施例を示す断面図であ
る。射出成形機の成形金型取付け主要部と成形金型部分
のみ示している。射出成形機１は固定ダイプレート１
１、可動ダイプレート１２、タイバー１３、固定ダイプ
レート締め付け用ナット１４、ナット締め付け調整機構
１５、ダイプレート間隔検出部１６、ダイプレート間隔
設定部１７、ダイプレート間隔制御部１８から構成され
ている。

【００２２】ここで、一般的にタイバー１３は４本あ
り、固定ダイプレート１１と可動ダイプレート１２の４
コーナーに配置されている。それに伴い、固定ダイプレ
ート締め付け用ナット１４、ナット締め付け調整機構１
５、ダイプレート間隔検出部１６もおのおの４個所に設
けてある。

【００２３】ダイプレート間隔検出部１６は、４個所お
のおのの位置での固定ダイプレートと可動ダイプレート
の間隔を検出するものである。ダイプレート間隔設定部
１７は、４個所のダイプレート間隔の所定の相対比較値
を設定するものである。ダイプレート間隔制御部１８は
ダイプレート間隔設定部１７で予め設定された間隔と、
ダイプレート間隔検出部１６で検出された間隔を比較
し、各位置の間隔の修正量を算出し、４個所のナット締
め付け調整機構１５に信号を送るものである。各ナット
締め付け調整機構１５はダイプレート間隔制御部１８か
らの信号により対応する固定ダイプレート締め付け用ナ
ット１４の締め付けあるいは緩めを行うものである。

【００２４】また、成形金型２は固定型２０１、可動型
２０２、スペーサブロック２０３、固定側取付板２０
４、可動側取付板２０５、押出板２１０、突出ピン２１
２から構成されている。

【００２５】固定型２０１には、成形機１の図示せざる
射出部から射出される溶融樹脂が通過するスプル２０９
が設けてある。また可動型２０２には同様に樹脂が流動
するランナ２０８、ゲート２０７、そして最終的に樹脂
を成形品形状に賦形するキャビティ２０６が設けてあ
る。可動型２０２、スペーサブロック２０３および可動
取付板２０５に囲まれた空間２１１は押出板２１０が成
形品を突出ピン２１２により突き出す時に摺動するため
の空間である。

【００２６】以上のように構成された装置の動作を説明
する。

【００２７】予めダイプレート間隔設定部に４個所の間
隔の相対量を設定しておく。ここで固定ダイプレート１
１と可動ダイプレート１２を平行に開き、高精度の成形
品を得るために４個所のダイプレート間隔が同じ量すな
わち相対量としてはすべて零を入力する。

【００２８】そして、成形工程に入る。まず、成形機で
溶融された樹脂がスプル２０９、ランナ２０８、ゲート
２０７を通過し、キャビティ２０６に射出・充填され
る。この際、樹脂の圧力は５００〜１５００kg/cm2と高
圧である。そのためランナ２０８、ゲート２０７、キャ
ビティ２０６には図９を参照して説明したのと同じよう
に固定型２０１および可動型２０２のパーティング面２
１４を開かせるような変形を発生させようとする力が働
く。

【００２９】ここで、ダイプレート間隔検出部１６によ
り間隔を検出している４個所のうちの１個所（１６ａと
する）での間隔が他の位置の間隔より大きくなった場合
には、１６ａの位置のダイプレート間隔設定部１７で入
力された値１７ａが零であるため、ダイプレート間隔制
御部１８が１６ａの位置に対応するナット締め付け調整
機構１７ａに制御信号を送り、ナット締め付け機構１７
ａは対応する固定ダイプレート締め付けナット１４ａを
締め付ける。

【００３０】その締め付けにより１６ａの位置は固定ダ
イプレート１１と可動ダイプレート１２の間隔が縮ま
る。１６ａの位置の相対間隔量が零になるまで、固定ダ
イプレート締め付け１４ａを締め付ける。複数の位置で
間隔が異なった場合も同様の制御により各位置の相対間
隔を零に調整する。また、間隔が小さくなったときには
逆に固定ダイプレート締め付けナット１４を緩めること
によりダイプレート間隔を広げて零にする。

【００３１】ここで、ダイプレートの平行度不良による
型開き量の位置による差は数十ミクロン〜数百ミクロン
であることが多いため、ダイプレート間隔は、１００μ
ｍ以下の精度、好ましくは２０μｍ以下、さらに好まし
くは１０μｍ以下の精度で調整を行う。

【００３２】図２は、この動作による成形工程中の射出
成形機および成形金型の主要部の一例の断面図である。
成形中の固定型２０１と可動型２０２とのパーティング
面２１４の開き量は上下で同じとなる。すなわち、型は
平行に開いており、成形品の厚さは均一となり、面倒れ
のない高精度の成形品を得ることができた。

【００３３】さらに本発明の別の実施例を図３に示す。

【００３４】図３は、既にダイプレートの平行度が悪い
成形機で成形を行い、その結果を用いその成形機で良品
が得られるように寸法調整を行っている成形金型を射出
成形機に取付けた主要部の断面図である。

【００３５】ここで、成形金型２のキャビティ２０６
は、下側のキャビティの型開き量が大きくなった状態で
所定の厚さの成形品が得られるように厚さが調整されて
いる。

【００３６】この成形金型をそのまま使用して、ダイプ
レート間隔が異なる成形機たとえば上側の型開き量が大
きい成形機で成形すると、上側のキャビティの成形品は
所定の寸法より厚い成形品となり、一方、下側のキャビ
ティの成形品は所定の寸法より薄い成形品となり、良品
を得ることができない。

【００３７】この成形金型を用い、本発明の射出成形機
を適用した動作を説明する。成形機および成形金型の構
成は図１の実施例と同じである。

【００３８】予め、ダイプレート間隔の設定値を入力す
る。ここで、平行度が悪い成形機で良品が得られるよう
に金型寸法調整を行った際に使用した成形機でのダイプ
レート間隔の値を入力する。成形時に各位置の間隔がこ
の設定した間隔と一致するよう、上記実施例と同様にナ
ット締め付け用調整機構１５で固定ダイプレート用ナッ
ト１４の締め付け、緩めを調整する。

【００３９】図４は、この動作による成形工程中の射出
成形機および成形金型の主要部の一例の断面図である。
良品を得られるよう金型寸法調整を行った場合の成形状
態と同じダイプレート間隔を再現しており、各キャビテ
ィの成形品は所定の厚さとなり、高精度成形品を得るこ
とができた。

【００４０】また、金型寸法調整を行った際のダイプレ
ート間隔が不明の場合には、まず間隔設定値をすべて零
にしておき、一度成形を行い、その成形品の寸法を測定
し、次回の成形を開始する際に寸法不良を低減する値を
設定値として入力することにより高精度成形品を得るこ
とができた。

【００４１】以上の実施例では、横型締め成形機でキャ
ビティは上下に配置されており、上側のキャビティより
下側のキャビティの型開き量が大きい場合について説明
したが、上側の型開き量が大きい場合であってもダイプ
レート間隔の調整方向が変化するだけで、本発明の本質
には何ら影響しない。また、キャビティが左右に配置さ
れていてもダイプレートの間隔を調整するという機構を
有していれば何ら問題ない。さらに、キャビティの数が
２個より多くなっても差し支えない。また、縦締め成形
機であってもよい。

【００４２】また、ダイプレート間隔の調節を固定ダイ
プレート締め付け用ナット、締め付け用ナット調整機構
で行っているが、ダイプレートの固定方法が締め付けナ
ット方式ではない場合にも、ダイプレートの間隔を調整
できることができれば、他の方式であってもなんら差し
支えなく、同様の効果が得られることはいうまでもな
い。

【００４３】以上のように、本発明により、ダイプレー
ト平行度を向上し金型の相対的な倒れの変形を低減し高
精度成形品を得ることができ、また平行度の悪い成形機
で寸法調整した成形金型でも高精度成形品を得ることが
できた。

【００４４】

【発明の効果】本発明によれば、ダイプレートの間隔を
調整することにより成形工程中に金型を平行に開かせる
ことができるので、厚さが均一で、倒れを低減した高精
度成形品を得ることができる。また、既にダイプレート
平行度の悪い成形機で成形を行い、それにあわせて寸法
調整を行った金型をそのまま使用しても寸法調整を行っ
た際の成形状態を再現することができるので、高精度成
形品を得る事ができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す射出成形機の縦断面図
である。

【図２】図１の成形工程中の状態を示す縦断面図であ
る。

【図３】本発明の別の実施例を示す射出成形機の縦断面
図である。

【図４】図３の成形工程中の状態を示す縦断面図であ
る。

【図５】従来の射出成形機に成形金型を取付けた状態を
示す断面図である。

【図６】図５の従来例における成形時の状況を示す断面
図である。

【符号の説明】

１…射出成形機、 ２……成形金型、 １１…固定ダイプレート、 １２…可動ダイプレート、 １３…タイバー、 １４…固定ダイプレート締め付け用ナット、 １５…ナット締め付け調整機構、 １６…ダイプレート間隔検出部、 １７…ダイプレート間隔設定部、 １８…ダイプレート間隔制御部 ２０１…固定型、 ２０２…可動型、 ２０３…スペースブロック、 ２０６…キャビティ、 ２０７…ゲート、 ２０８…ランナ、 ２１３…成形品、 ２１４…パーティング面。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固定ダイプレートと可動ダイプレートを有
   し、前記固定ダイプレートに固定金型を、前記可動ダイ
   プレートに可動金型を取付け、前記固定金型と可動金型
   とにより構成されるキャビティ内へ樹脂を射出、注入し
   て成形品を得る射出成形装置において、前記固定ダイプ
   レートと可動ダイプレートの間隔を複数の位置で検出す
   る手段と、前記検出手段により検出される複数の位置の
   固定ダイプレートと可動ダイプレートの間隔をおのおの
   調節する手段と、前記制御する複数の位置の固定ダイプ
   レートと可動ダイプレートの間隔を入力する手段と、前
   記ダイプレート間隔を入力する手段により設定された複
   数の位置の間隔と、前記ダイプレート間隔を検出する手
   段により検出された複数の位置の間隔を比較し、前記ダ
   イプレートの間隔を調節する手段を制御する手段と、を
   具備したことを特徴とする射出成形機。
2. 【請求項２】請求項１記載の射出成形機において、前記
   ダイプレート間隔を入力する手段により入力する値は、
   前記複数のダイプレート間隔を検出する手段を設けた位
   置の相対比較値であることを特徴とする射出成形機。
3. 【請求項３】請求項１ないし２記載の射出成形機を用い
   て、前記固定ダイプレートと可動ダイプレートの間隔を
   調節する手段で、前記固定ダイプレートと可動ダイプレ
   ートの間隔を１００μｍ以下の精度、好ましくは２０μ
   ｍ以下、さらに好ましくは１０μｍ以下の精度で調整を
   行うことを特徴とする射出成形機。
4. 【請求項４】請求項１ないし３記載の射出成形機を用い
   て、前記ダイプレート間隔を入力する手段により入力す
   る相対間隔を、前記複数のダイプレート間隔を検出する
   手段を設けた位置の全個所において零とすることを特徴
   とする射出成形方法。
5. 【請求項５】請求項１ないし３記載の射出成形機を用い
   て、前記ダイプレート間隔を入力する手段により入力す
   る相対間隔を、前記複数のダイプレート間隔を検出する
   手段を設けた位置のおのおのにおいて所定の値にするこ
   とを特徴とする射出成形方法。