JPS58167132A - 射出圧縮成形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は射出ｊト縮成形装置に関する。

射出成形においでは、金型１構造に町ってＩＦニーに固
定されたキャビティー中へ溶融樹慶を射出充填し、ゲー
ト部の結い部分が固化するまで保圧と呼ばれる操作によ
って射出シリンダよりスプルやランナ部の樹脂を介して
圧力を付加し、キャビティ一部の樹脂が逆流しないよう
番へ、ゲート同化後はキャビティー内樹脂のもつ熱量を
金型へ伝熱して冷却させ製品とすることが行なわれる。

溶融した樹脂の密度は、固体の密度より小さいのが通常
であって溶融した樹脂が固化していくにつれて体積が小
さくなっていき、すなわら、収縮が起こる。−例として
ψ１００隅、肉厚１・■の製品を考え、樹脂密度が溶融
状態で１．１７、固体状態で１．２０であるとして、溶
融状態の体積がキャビティー・の体積（７８，５４ｃｃ
）と等しい状態から固化し常温になると、７６、５７　
ｃｃとなる。仮にいまこの減小した体積を厚さ方向だけ
に収縮が起こるとすると、出来上った製品の厚さは９．
７５閣となり、０．２ＪＳｍの肉厚不足となる。

このような収縮に対処するため、金型がパーティングラ
インでわずかに開くまでオーバパックしてやる方法が検
討され、その際の金型開き景を制御する方法（特開昭５
０−８９８５１号）や、オーババックしやすいようなキ
ャビティーを用いるＲｏｌｉｎｘ法（’　Ｎｅｗ　ｃｏ
ｎｃｅｐｔ　ｉｎ　１ｎｊｅｃｔｉｏｎ　ｍｏｌｄｉｎ
ｇ　Ｊｏｌｉｎｘｐｒｏｃｅ８ｓ　ｅｘｔｅｎｄｅｄ　
ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｌａｓｔｉｃｓ　’
　Ｐｌａｓｔｉｃｓ。

５Ｏ１ｓｓｏ、Ａｐｒ、（ｌｓｇｓ）　）が提案されて
いる。また金型内にキャビティーコアを前進後退できる
ように小さな油圧シリンダを埋めこんでおくか、エジェ
クタ用シリンダを用いるかして、意識的にキャビティー
を大キくシて射出し、充破完了後油圧シリンダを前進さ
せてキャビティーを小さクシ、所定の厚さの成形品を得
ることが提案され、マイクロモルダー法として知られて
いる（　）１．　Ｈｏ１ｔ　：　’″Ｎｅｗｔｅｃｈｎ
ｉｑｕｅｓ　Ｉｎ　ｓｈｒｉｎｋａｇｅ　ｃｏｃｔｒｏ
ｌ　’　ＳＰＥ　Ｊ　Ｐ５１９、Ｊｕｎ　（１９６４）
　）。

勿論、最もＷ歩的な方法は、この収耘を見込んでキャビ
ティーを大きく設計する仁とであるが、肉厚製品、偏肉
であるような製品などの場合、このような設ｉ］はｙ突
上不可能であり、トライアンドエラーの繰り返しをおこ
なうことが必要である。

前記の４−ババツクの方法も高射出圧を要するという欠
点とともに、製品が層内である場合には収縮の小さい丙
薄部で収縮補正効果が制限されることが認められている
。マイクロモルダー法の場合には、シリンダラムの前進
は収縮にともなって起こり、移動コア（至）の製品面が
ＦＩｔ度良く出来上るものの対面の精度は充分でない。

かかる現況に鑑み、型締力を用いて圧縮操作を行ないう
る射出圧縮成形法がＥＮＧＥＬ社（ＬＵＤＷＩＧＥＮＧ
ＥＬ　ＫＧ　ＭＡＣＨＩＮＥＮ　ＦＡＢＲＩＫ、　Ａ−
４８１１ＳＣＨＷＥＲＴＢＥＲＧ　ＡｊＪＳＴＲＩＡ　
）により提案されているが、この方法はトグル式の型締
力を圧縮圧として用いるように、射出工程ではトグルを
完全に伸ばしきらないように保持し、圧縮工程で伸ばし
きるという画期的なものである。

しかしながら、トグルによる圧縮方法では、圧縮圧の制
御ができないという欠点がある。圧縮圧の制御が必要で
あるξとは「樹脂に付加される圧力−樹脂の比容−樹脂
の温度」の関係を示すＰＶＴ曲線により次のようにして
説明できよう。横軸憂ζ樹脂温度Ｔをとり、縦軸に樹脂
の比ｖＩｖをとり、一定の付加圧力Ｐ（反作用としての
樹脂の圧力と考えても良い）のもとての樹脂のＶ、Ｔの
関係を示すものが第１図のＰＶＴ曲線である。

前述のような射出圧縮成形装置を用いて、金型のキャビ
ティーに樹脂を射出し圧縮し取出すまでをこのグラフの
上で追ってみよう。射出−次圧終了点を（Ｖ−＋Ｐ）（
Ａ）で示すと、射出によって樹脂温度が下がりながら樹
脂圧力が増大する過１１（Ａ）−（Ｂ）があゆ、保圧が
完了しても樹脂温度は下動つづけ、外からの圧力がない
ので体積が収縮し圧力の低い時の比容となるため過程（
Ｂ）　−（Ｃ）をたどる、ここで逆流に配慮しつつトグ
ルを伸Ｉｆ　シ切って圧縮操作を行なうと、樹脂温度が
ほとんど冷えない間に樹脂圧力が増大し、過程（Ｃ）　
−（Ｄ）となる。この時トグルが伸び切っても）るとす
ると、その後は桜脂温度が下がり、圧力が減少すると（
１う過程が（Ｄ）　−（Ｅ）である。仁のとき比容力家
低下するので、樹脂は動かされることになり、流動性が
悪くなった状態で樹脂に圧力を伺加するため歪を生じる
。この後取出し温度に達して金型を開くと、ｇＡ脂圧力
は外部圧力が減少するため比容を増大させる過程（Ｅ）
　−（Ｆ）となり、大気圧の中で樹脂温度が常湿となる
過程（Ｆ）　−（Ｇ）カニそれをこ続き成形が完了する
。

この場合の成形収縮率は（Ｅ）と（Ｇ）の比容の差から
求めることができる。トグル：こよる圧縮方法では腕の
長さが固定されてＬ）るため位置ｖ乏め曇ζよって圧力
を１節するが、その圧カニｉ金型温度、タイバ一温度９
位置の設定番こよって異なるｔこめその圧力を固定する
ことが困難である。このため圧縮圧力をＩＩＩ御するの
が困難で、ＰＶＴ曲線上で言えばトグルを伸ばし切った
状態での終点が（Ｄ）であるのか（Ｄ′）であるのか不
明であり制御することもできない。

一方、直圧方式の油圧による圧縮方法では、その最大圧
縮圧は縦書に調整する仁とがで壷、第２図のように樹脂
温度が義下するに伴ない樹脂の比容が一定となる町月（
′圧曽圧力を低下させる制御をするならば、固化してい
く過程で樹脂は全く変形しないので歪が生じる仁ともな
い。このことは第２図の上の（Ａ）〜（Ｇ）の工ＩＩＩ
を追っていけば一定の成形収縮率を有する成形が可能な
仁とを示している。この場合キャビティーと樹脂の体積
の違いは（Ｄ）と（Ｇ）の比容の違いになる。キャビテ
ィーの体積を一定に保つ制御は可能なので、これＫより
サイクルからサイクルへ一定の成形収縮率を有する成形
が可能になる。

以上の考察から、本１ｊａｌｊ！は直圧式の圧縮を可能
ならしめる射出圧縮成形装置を提案するもので、（１）
　　いかにしてキャビティーの体積を大きくするか、ま
たその制御をどうするか、 （り　　いかにして製品を取出すための型の開閉をスム
ーズに行なうか、 （３）いかにして圧縮の制御が可能な圧縮工程を得るか
、 の間列点を解決することを目的としている。

本発明は、上記目的を達成するため番ζ、固定側および
可動側ダイプレートとタイバー支持板または台を有し、
タイバー支持板または台に、あるいはダイパー支持板ま
たは台と可動側グイプレートの両方に圧縮しろを設定す
る設定ロッドを設け、射出時にキャビティ一体積を大キ
くシて圧縮しろをとるために、前記設定ロッドに当接す
るようにまたはロッド間に挿入されてタイバー支持板と
可動側グイプレートの距離を機械的に１定するキーを設
け、射出充填完了後に高圧型締により圧縮操作を行なっ
て前記キーが前記設定ロッドから離間し１こ時にキーを
はずして金型の開閉を可能化構成したものである。

第８図は本発明の射出圧縮成形装置における各工程のダ
イプレート１距離（ディライト）、タイバー支持板と可
動側グイプレートとの距離、タイバー長の相関関係を示
し・、これを用いて本発明の詳細な説明する。

第８図（ａ）は低圧の型締時）こおける各プレート間の
距離を示しており、タイバー長はｌで固定側ダイプレー
ト（１）と可動側グイプレート（２）の距離ｌ′は金型
厚さに対応する。可動側グイプレート（１）とタイバー
支托板（または台）（３）の距［ｔｌは型締シリンダラ
ムによる可動側グイプレート（りの移動によって可変で
きるようになっている。この状態から型締シリンダラム
を高圧の油圧で騒動した高圧型締の状態を第８図（ｂ）
に示す。

このとき、低圧型綿で金星が充分に結合されうる時Ｉ′
は高圧型締でもほとんど変化しないが、タイバー長は△
だけ伸びて（Ｉ＋Δ）となり、その伸びた分はほぼどの
距離の変化化対応し、タイバー支持板（３）の距−は（
１’＋Δ）となる。

本発明における射出圧縮成形ｉ＆ｔ！では、射出時の状
態は高圧型締を行なわずに、第８図（ｃ）のように、金
型はパーティングライン（Ｐ、Ｌ）または他の型板間で
わずかに屍キ、金型厚さは（ｌ′＋δ）となる。−を圧
縮しろという、Ｃの時、高圧型締は行なわれていないの
でタイバー長はｌのままであり、従って圧縮しろＪはｒ
の変化を招来し、タイバー固定板０）の距離は（１’−
ｔｌ）となる０次に射出後の圧縮工程では高圧型締が行
なわれるので、第ａ図Ｃｂ）のように、金型厚さは（ｊ
’＋Ｊ）からＩ′になゆ、−の分だけ圧縮が行なわれる
。

射出工程において射出圧が増大すると　（ｉｔ−一）が
固定されている成形装置においては、タイバー長がわず
かに伸びて（ｌ十Δ′）となるので、金型厚さはＣＩ＋
Ｉ＋Δ′）となり、その状態からＩ′になるまで圧縮す
ると、実際に圧縮される麓は（δ十△′　） となる、Δ′は１６０トンの型締力を有する成形装置で
０８−以下の程度である。

以、ヒのことから、射出工程に先き立って金型を開く鳳
すなわち圧縮しろδは、製品の形状、樹脂のｆｆｉ度、
射出圧などを考慮して突潰的に才められる。このため賽
易にＩを調整しなおすことができ、しかも精度の出る圧
縮しろ調整橢構が大事である。

本発明は、射出充填時に射出圧がかわ−９でも、　／＃
　−ｍ　）を維持Ｉ７うるｊ構に関するもので、射出後
圧縮（１作を高圧型締により実行できかつ製品を取出す
ための型開や次のサイクルのための型閉は自由にでき、
さらに圧縮しろをミクロン（声調）中位で精密に設定で
きる機構を可動側グイプレート（２）とタイバー支持板
（３）の間に設けた射出圧縮成形装置に関するものであ
る。

以下本発明の一実施例を図面薯こ基づいて説明する。本
発明における圧縮しろ設定機構をモデル的に表わしたの
が第４図である。固定側グイプレート（１１と可動側グ
イプレート（２）の間に金型が置かれており、固定側の
取付は板０）、型板（５）と可動側の型板（６）とでキ
ャビティー（７）が構成されている。可動側型板（６）
はエジェクタ機構を組みこむために後胤な構造になるが
簡単のために省略している。型締シリンダラム（８）を
有する型締シリンダ（＠）を取付け、かつタイバーを支
持しているタイバー支持板（３）と可動側ダイプレート
（２）の間に圧縮しろ設定機構が設けられている。

第４図において、キーＯＴ）が圧縮しろ設定ロッド１（
ロ）の間に挿入され、シリンダラム（旬が後退するとｊ
Ｉ４図上部の射出可能状層になり、第８図（ｃ）の状態
になる。第４図下部の図では圧縮操作が行なわれ、圧縮
しるにより射出圧を伝達していたキーＯ（Ｉが可動にな
ったらキー（ト）は圧縮しろ設定ロッド（財）と（ｎの
間からはずされて、次の製品取出しのための型開に備え
ている。取付は棒−へのキー（Ｌ（１の取付は固定が射
出圧によって生じた型内のｍＰ１１圧力によって型を開
く力に対抗できるだけの剛性があれば、ロッド（ロ）は
省略することができる。（ロ）は固定側グイプレート（
１）に設けられたノズルである。

第５図（ａ）　（ｂ）はキー鱒の数が２１１の場合につ
いて、圧縮しろ設定ロッド＠とキー（７）、取付は棒（
至）の配置例を示しており、（ａ）１は（２）とＯＩが
樅に並び、（ｂ）は横に並んでいる。第６図（Ｃ）はシ
リンダラム（畠）に１個のキー■を取付けた例である。

圧縮しろ設定ロッド輔の数は２個に限定されることはな
（、数個設定することができるし、第６図に示すように
一本一本独立したものでなく、第６図のよう番ζ一体物
として構成することもできる。第６図（ｂ）　（ｃ）は
シリンダラム（２）の外周に４本の足をもち型開閉スト
ローク以上の長さをもつブロックを圧縮しろ設定ロッド
として用いる例であゆ、キー曽は第６図（ｍ）のような
もの、または第７図のように一体化され、キー−に対す
る相対位置をかえて吹−の役割を果す設定ロフト曽のよ
うなものや、第８図のように上下、左右または四方から
前進して来るキーを用いるＣともできる。

第６図＜ｂ＞は第６図（ｃ）のようなキーとあわせて用
いると良い結果が見られる。

第６図（ｃ）は第４図と同じロッド形状を有するが、そ
れぞれの長さを調節するのではなく、長さ一定のロッド
をあらかじめ一電板に取付けてお番、圧縮しろ設定を精
度良く、バランスよくで曇るようにしたものであ艶、キ
ーは第６図（鳳）に用いたのと同じものを用いる仁とが
で曇る。

第６図、第７図に用いられるキーは回転型であつたが、
エアシリンダや油圧シリンダにより駆動されるスライド
型のキーも用いられる。その例を第８図に示す。型締シ
リンダラム（６）の外周に圧縮しろ設定ロッド（２）に
相当する円環（必ずしも円環である必要はない）（２）
が設けられ、そこへキー（２）が油圧シリンダ（２）に
駆動されてガイド（至）に沿ってスライドし、図の破線
で示された位置までくると、キー（２）が充分に挿入さ
れたことになる。この場合の構成を横からみると第８図
（ｂ）のようになっており、キー（２）が持ち上った状
態では型開は自由にできる。油圧シリンダ（２）はタイ
バー支持板（Ｓ）、可動側グイプレート（幻、あるいは
タイバーに固定される。勿論、その際タイバーをガイド
として用いることができる。

以上、−組の型締シリンダを用いて、射出時に高圧型締
をせずして所定の厚さの圧縮しろをとった射出を行ない
、後に製品取出しのための自由な型開閉を行ないうる機
構について詳細に説明した。

次に、圧縮しろ−の設定を行なう方法として、（１）　
　圧ａｌｌ□しろ設定ロフトの長さを直接変化させる。

（ＩＩ）　　圧縮しろ設定ロッドの取付位置を変更する
、の２つの方法が考えられる。第１の方法のと無には、
ロッドの先端にマイクロメータヘッドを取す付けること
によってミクロン単位の長さの調節が可能である。すな
わちマイクロメータヘッドでそれぞれのロッド長を等し
くするようにｌ１節すれば良イ。マイクロメータヘッド
の代用としてハ精密ネジを用いることができる。この場
合、ミクロン単位の設定をするためには、ネジ径を大き
くとるか、あるいは角度割り出しの機構が良いものでな
ければ、数個のロッド長のバランスをとることが困叢で
ある。

第２の方法はロッドの取付は位置をｌＩｎする方法であ
る。モデル的には第９図（ａ）に示されているように、
圧縮しろ設定ロッド（２）のネジ部のしめこみによって
結果的にロッド長りが変る。

このことを用いた一例としては、第１１　ＦＪＪ　（ｂ
）に示すように、外周にネジ部をもち、タイバー支持板
（３）に結合されている位置調整ベース（至）に、内局
にネジ部を有する位置調整板−を取付けると、ロッド長
の変化はタイバー支持板（勾と位置調整板（２）との間
の隙間として調整しろパＬが得られ、有効ロッド長はＬ
となる。圧縮しろ設定ロッド（ロ）は全数の長さを一定
長にそろえておき、取付けはバネ■で位置調整板−に押
しつける方法をとっている。

この方法によるときは、位置調整ベース四の径を大きく
することができるので精度の良い調整が可能である。た
とえばφ４０６　ｍの、！ペースでかつネジのピッチが
８鴎であれば、外周での距離ＩＱｍあたゆ２４戸調の前
進後退が可能でかつ変化が直線的で非常ζζコントロー
ルしやすい。ｍ−図に示された一体型のロッドの場合に
は大きな径のネジを用いることができるので、ロッド長
そのものを調整する方式の方が扱いやすい。

第１Ｏ図に第６図（ｃ）の構造を用いてロッド長変更を
可能にする場合の構造を示す、第６図（ｃ）の構造は圧
縮しろ設定ロッドをそのロッド部（財）を調整ネジ板鋤
に取付けたもので代替させており、この調整ネジ板−を
ロッド最調整ベースｍｌ（取付けると第４図の圧縮しろ
設定ロッド（ロ）の長さは■（２）−の組みたてた長さ
しに相当し、Ｌは（至）と０１）のネジ嵌着部によって
△Ｌだけ可変できる。

ΔＬは 最大金型厚−最小金麿厚十圧縮しろＩ まで必要であるが近似的には 最大金型厚−最小金型厚 で表わされる。

前述のような設定ロフトの役割をキーにもたせる仁とは
容易に推測できる。すなわち前述の調整ロッドは固定長
にしておき、キーの長さを調節できるようにマイクロメ
ータヘッドを取付けた今、前述のような大口径ネジを用
いるのである。

以上述べたごとく、本発明は射出成形装置化おいて、射
出時には、圧縮しろをとった後、タイバーの支持板また
は台と可動側グイプレートの距離を一定にするような機
構によし、金型内キャビティーの厚さを増して体積を増
大させ、キャビティー内に充填完了後は、型締力を用い
て圧縮を行なえるようにし、かつ製品取出のための型開
閉は自由に行なえるようにしたことによ抄、固化してい
く過程で樹脂は全く変形せず歪の生じない製品を得るＣ
とができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は樹脂に付加される圧力をパラメータとして、樹
脂温度ｌこ対する比容の変化を示したいわゆるＰＶＴ曲
線上で、トグル式の圧縮工程により創出圧縮成形を行な
ったときの変化を示した図、第２図は同じＰＶＴ曲線で
、直圧式の圧縮工程により射出圧縮成形を行なったとき
の理想的な過程を示した図、第８図は本発明の射出圧縮
成形装置における各工程別のダイプレート間距離ｌ′、
タイバー支持板と可動側グイプレートの距離１１、タイ
バー長Ｅの相関関数を示して本発明の詳細な説明する図
で、（１）は低圧型締時における各ダイブレート間の距
離を示し、（ｂ）はこの状態から高圧の型締をしたとき
の状態を示し、（ｃ）は本発明の射出圧縮成形装置が射
出工程になった状態を示した図、第４図は本発明におけ
る圧縮しろ設定機構をモデル的に表わした図、第５図は
、キーの数が２個と１個の場合について、圧縮しろ設定
ロッドとキー取付は棒の配置例を示し、（ａ）は縦並び
、（ｂ）は横並び、（ｃ）はシリジダラＡｌＣ１個のキ
ーを取付けた図、第６図は圧縮１７ろ設定ロッドやキー
の数個分を一体ものとして構成した例を示す図、第７図
は回転型のキーを用いた例を示す図、第８図はスライド
型のキーを用いた例を示す図、１９図はロッドの取付は
位置を調節することによって圧縮しろの微小設定を行な
うことを示し、（ａ）はタイバー固定板にネジ部をもつ
ロッドを螺合して調整する例、（ｂ）は位置調整ベース
を設けてそれとタイバー固定板との距離を変えることで
ロッド長を調整する剖を示す図、第１０図は第６図（ｃ
）の構造を用いてロッド長を変更する場合の例を示す図
である。 （旧・・・・・・固定側グイプレート、（り・・・・・
・・・・司鋤側ダイプレート、（３）・・・・・・・・
・タイバー支持板（または台）、（３）　（６）・・・
・・・・・型板、（７）・・・・・・・・・キャビティ
ー、（８）・・・・・・・・・型締シリンダラム、（９
）・・・・・・・・・型締レリンダ、０１・・・・・・
・・・・・・キー、Ｏカ（２）・・・・・・・・・圧縮
しろ設定ロッド、＃・・・・・・・・・取付は棒、（２
）・・・・・・・・・位置調整ベース、翰・位置調整板
、（財）・・・・・・・・・バネ、（至）・・・・・・
・・・ロッド長調整ベース、０ト・・・・調整ネジ板。 代理人　森本義弘 第１図 ＃を態温壇ｌτλ− 第２図 １１Ｔ１ｔａ；Ｌノ鎚（７）　− 第５図 第５図 第７図 （ａ）　　　　　　　　　　ｔｙｐ） 第ｑ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １固定側および可動ｇ１１ダイプレートとタイバー支持
   板または台を有し、クイバー支持板または台に、あるい
   はゆイバー支持板または台と回出側ダイプレートの両方
   に圧縮しろを設定する設定ロッドを設け、射出時にキャ
   ビティ一体積を大きくして圧縮しろをとるため暑こ、前
   記設定ロッドに当接するように、また１誹ロッド間に挿
   入されてクイバー支持板と可動側ダイブ【・−トの距絆
   を機械的に固定するキーを設け、射出充填完了後にＲＦ
   Ｅ型締により圧縮操作を行なって前記キーが前記設定ロ
   ッドからＩＩＩＩＦ間した時にキーをはずして金型の開
   閉を可能にした射出圧縮成形ｆｆ６ ２Ｌｒ縮しスの設定調整のために、設定ロッド自身の長
   さを変えるように先端にマイクロメータヘッドを有せし
   めたか、あるいは設定ロッドに精密ネジを有せしめたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の射出圧縮成
   形装置。 ８圧縮しるの設７＋＃調整のために、設定ロッドの取付
   は位置を前後に微小調節する手段を有せしめたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の射出ＦＥ給成形装
   電。