JPS58167139A - 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】 本発明は射出圧縮成形装置に関する。

射出成形においては、金型構造によって厳密に固定され
たキャビティー中へ溶融樹脂を射出充填し、ゲート部の
細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ｙやフ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にし、
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
伝動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、固体の密度よシ小さいのが通常
であって、溶融し九樹脂が固化していくにつれて体積が
小さくなっていき、すなわち、収縮が起こる。−例とし
て一１００■、肉厚１−の製品を考え、樹脂密度が溶融
状態でＬｌγ、固体状轢で１２０であるとして、溶融状
轢の体積がキャビティーの体積（７＆５４ｃｃ）と等し
い状態から固化し常温になると、　７ａ５７ｃｃとなる
。仮にいまこの減少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ａ７−となり、
Ｑ２５■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フ
ィンでわずかに開くまでオーババックしてやる方法が検
討され、その際の金型開き量を制御する方法（特開昭５
０−３１３８１号）や、オーババックしやすいようなキ
ャビディーを用いるＲｏハＩＩＸ法（”Ｎｅｗ　　ｃｏ
ｎｃｅｐｔ　　ｌｎ　　Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ　　ｍｏｔ
ｄｉｎｇ、Ｒｏｔｉｎｘｐｒｏｃｅｓｓ　　ｅｘｔｅｎ
ｄｅｄ　ａｐｐｔｉｃｍｔｉｏｎ　ｏｆ　　ｐｔａｓｈ
ｅｓ”Ｐｌｉｓｔ　Ｉｃｓ、　３０．３３０．Ａｐｒ、
　（１９６５）　）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き
くして射出し、充填完了後油圧シリンダを前進させてキ
ャビティー１小さくし、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（
Ｈ，Ｈｏｔｔ　：　’Ｎｅｗｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ　！
ｎ　ｓｈｒｌｎｋａｇｅ　ｃｏｎｔｒｏｔ”　ＳＰＥ　
Ｊ、Ｐ５１９Ｊｕｎ、（１９６４））ａ 勿論、穀も初歩的な方法は、この収縮を見込んでキャビ
ティーを大きく設計することであるが、肉亨製品、偏肉
であるような製品などの場合、このような、設計は事実
上不可能であシ、トライアンドニブ−の繰り返しをおこ
なうことが必要である。

ｎｌ　Ｉ’ｄｒのオーババックの方法も高射出圧を要す
るという欠点とともに、を品が偏肉である場合には収縮
の小さい肉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
ツムの前進は収縮にともなって。

起こり、移動コア側の製品面が精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、型締力上用いて圧縮操作を行ないう
る射出圧縮成形法がＫＮＧＥＬ社（ＬＵＤＷＩＧＥＮＧ
ＥＬ　ＫＧ　ＭＡＣＨＩＮＥＮ　ＦＡＢＲＩＫ、Ａ−４
３１１５ＣＦＩＷＥＲＴＢＥＲＧＡＵＳＴＲＩＡ）　　
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、トゲｙ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
あることは「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、横軸に樹脂温度Ｔをと９、縦軸に樹脂の
比容Ｖ七と９゜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、ＴＯ量
関係示したのが第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−人任終了点を（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
圧力が増大する過程Ｑ−［３）があり、保圧が完了して
も樹脂湿度は下やつづけ、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＾程ｅ）　−０
をたどる。ここで逆流に配堵しつつトゲｙを伸ばし切っ
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ｖＡ脂（モカが増大し、過程Ｌ）−（Ｉ）となる、こ
の時トグルが伸び切っているとすると、その後は樹脂ｉ
ｇ、ｊ度が下シ、圧力が減少するという過程がＯ−（ト
）である、このとき比容が低下するので、樹脂は動かさ
れることになシ、流動性が悪くなった状態で樹脂に圧力
を付加する九め歪を生じる。この後取出し温度に達して
金型を開くと、樹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（Ｂ　−＜ＲとなＶ％大気圧の中で樹
脂温度が常温となる過程［Ｆ］−Ｇがそれに続き成形が
完了する。

この場合の成形収縮率は■と０の比容の差から求めるこ
とができる。トグルによる圧縮方法では腕の長さが固定
されているため位置決めによって圧力を調節するが、そ
の圧力は金型温度、タイバ一温度１泣清の設定によって
異なるためその圧力を固定することが困難である。この
ため圧縮圧力を制御するのが困難で、　ＰＶＴ曲繰上で
言えはトゲμを伸ばし切った状轢での終点が０であるの
か「であるのか不明でちゃ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
縮圧は厳密に調整することができ、第２図のように樹脂
温度が低下するに伴ない樹脂の比容が一定となるように
圧縮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こともない
、このことは第２図の上のＮ−Ｇ）の工程を追っていけ
ば一定の成形収縮率を有する成形が可能なことを示して
いる。この場合キャビティーと樹脂の体積の違いは０と
００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、これにょクサイタルからサイケｙ
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、本発明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、 （匂　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、 の間覇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に、型開閉を行なう
ための長ストロークで弱い力の油圧シリンダを有し、か
つタイバー固定した固定側ダイプレートの他端にあって
、成形機ベットに固定されかつタイバーを支持している
板または台上にタイ　　　　□バーの一端をシリンダツ
ムとするような短ストロークかつ強力な圧縮用油圧シリ
ンダを有し、前記タイバー支持゛板または台、あるいは
可動側グイプレートに調整ロッドまたは調整機構を設け
、射出時にキャビティ一体積を大きくして千縮しろをと
るために調集ロッドまたは調整機構に当接するように挿
入されてタイバー支持板と可動側ダイプレートの距離を
傳械的に固定するキーを設け、金型に樹脂を射出し充填
完了後に、タイバー上の強力な圧縮用油圧シリンダによ
り成形機ベットに固定されていない固定側ダイブＶ−）
を引張って、タイバーの長さを短かくするように圧縮を
行ない、終了後圧縮用油圧シリンダにょ夛タイバーを長
くし、次に型開閉シリンダを前進させ同時にまたはつづ
いてキーをはずして、自由に金型の開閉を行なうように
構成したものである。

第３図は本発明の射出圧縮成形装置における各工程鯛の
ダイプレート間距離（ディフィト）、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１用いて本発明の詳細な説明する。

第３図（転）は低圧の型締時における各プレート間の距
離を示しており、タイバー長さａｔである。

固定側ダイプレート０）と可ｖＪｇＩＩダイプレート（
粉の距離７Ｆは命塑厚さに対応する。可動側ダイプレー
）　（２）と成形機ベットに固定されたタイバー支持板
（専の距離１ｎけシリンダツムによる可動側ダイプレー
　）　（２）の移動によって可変できるようになってい
る。この間に、ｔ＃の距離を厳密に設定できる機構を設
けて射出時にはｙｙンダフムを後退させ、後退限で停止
させる。この時の各配置は第３図■のようになる。

金型はパーティングフィン（Ｐ、Ｌ）または他の型板間
でわずかに開き、金型厚さを（ｌ＋１）とする。

このＩを圧縮しろという、その際ｔ１を（ｔ’−Ｊ）と
すれば上記の設定が可能である。

射出時には射出圧力がかかっても（ｔｌｌ−１）とｔを
保持するようになっていることが本発明の一つの特徴で
ある。射出時には、射出圧力によってキャビティー容積
はわずかに大きくなり、これにより、ｔがわずかに伸び
、　（ｔ’−１）かわず、かに圧縮されるが、ここでは
無視している。

射出後の圧縮工程に必要な圧縮シリンダを、りイバー支
持板（３）上にあってタイバ一端をシリンダツムとする
ように設けておき、シリンダの１・・ｉｌ　宇（１￥１
ダイプレートの方に高圧の油を送ｐシリンダフムを後退
させると、第３図０のように、結果的にｔは短かくなっ
て（Ｚ−ａ）とな５．ディフィトの部分はｔ′となり、
射出時の＜ｔ’＋ａ’ｒｈらｔ′に圧縮されることにな
る。このときタイバー支持板（樽を成形機ペットに固定
しておき、固定側ダイプレート（１）をペット上をスフ
イドできるようにしておくと、圧縮工程により、固定側
ダイプレートα）はタイバー支持板（３）の方へ引っ張
られる。

本発明は、射出充填時に射出圧がかかつても可動側ダイ
プレート（乃とタイバー支持板（３）の距＃を（ｚ’−
ａ）に維持する機構に関するもので、射出後に圧縮操作
を固定側ダイプレー）α）上に設けられてタイバー自身
をシリンダツムとするような圧縮用油圧シリンダにより
実行でき、製品を取出すための型開や次のサイケμのた
めの型閉は自由にでき、さらに圧縮しろ七ミクロン（ｐ
ｍ４位で精密に設定できる機構を可動側ダイデレー）（
２）とタイバー支持板（３）と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に基づいて説明する６本発
明における圧縮しろを設定機構をモデル的に表わしたの
が第４図である。固定側ダイデレー　）　（１）と可動
側ダイプレート（匂の間に金型がおかれてお９．固定側
の取付は板］４）、型板（Ｉｌ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）は工ｌジエクタ機構を組みこむために
複雑な構造になるが簡単ａために省略している。

型開閉シリンダツム（８）を有する型開閉シリンダ（９
）を取付け、かつタイバーを支持し、成形機ペットに固
定されているタイバー支持板（■と可動側ダイプレー）
　（２）の間に圧縮しろ設定の機構が設けられている。

各シリンダ内の破線部は油が送られている側を示してい
る。

第４図においても、キー１１１がタイバー支持板（埠に
取付けられた囲とＱｆｆｉからなる圧縮しろ設定のため
の＋！６！整機構と可動側ダイアレート（２）との間に
挿入され、シリンダツム（８１が後退し九状軽が第４図
上部の射出時の状態であり、第３図（！１）の状態にな
る。第４図下部の図はタイバー（１３の一端をＶリンダ
ラふとした圧縮用油圧シリンダＩの前側に趙圧油が送ら
れ、タイバー拳！＋を介して固定側ダイブＶ−）　（１
）が引っ張られ、タイバー長が短かくなシ。

ディフィトがこの操作によって縮まシ、わずかに大きく
設定されていたキャビティー容積は製品所定の厚みとな
る。

樹脂が冷却するにつれて圧縮圧を落としていき、圧縮が
完了したら圧縮用油圧Ｖ９ンダｌ１４の後側に油を送っ
てタイバーを長くして、第５図下部のようにキー（圃を
はずし、型開閉シリンダツム（８）を後退させて、製品
取出しのために金型を開く、製品取出しが完了したら再
び射出可能な状態とするように、型開閉ランダム＋８１
を前進さゼ、キー（ト）を差し入れ、型開閉シリンダツ
ム（８）を後退させ、射出可能な状顛とする。これが第
曹図上部の図である。

ここで、（ｌ翰は固定側ダイブｖ−）α）に設けられた
ノズルである。

調整機￥ｓｉｌ＋０２．キー−は第４図及び第５図に示
Ｌｌようなシリンダツム（♂）を中心とするように一組
配置したり、その他タイバーを中心とするように配置し
たり、タイバーやシリンダツム以外の空間に配置したり
することが可能である。また調整機構（ｎｌ　０２１は
可動側ダイデレー）　（２）に取付けられてもよい。

第６図ωでは、キー１１αの数が２ｆｔＡの場合につい
て、圧縮しろ設定のための調整機構Ｈ０２１に、該調整
機構と縦並びの取付は棒（ｌ・に取付けられたキー（１
αが取付は棒（＋６を中心に回動してさしこまれた状態
の位置関係を示している。第６図■では取付は棒ｏｍＶ
ｉ調整ｉ構と横並びになっている、第６図りではキー＋
１０１は１個で、シリンダツム（８）に取付けられ、調
整機構（ｕｌ　０５５に挿し込まれるようになっている
。この挿し込む力は油圧シリンダ、エアシリンダやモー
タなどによって適宜付加することができる。圧縮しろ設
定のための調節機構の数は２個に限定されず数個設定す
ることができるし、第６図（Ｃ）のように一体物として
構成することができる。

第７図（転）は型開閉シリンダツムの外周に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キー
として用いる場合で、圧Ａ１１シろ設定のための調整機
構としては■や（ハ）のように（転）の４本の足があた
る位置と、４ｓ０回転させるとあたらなくなって自由に
内部に入りこむ位置とに切換えることができ、型の自由
な開閉ができるようになる。

また調整機構（ｎｌ　Ｈとキー−の形状【第８図のよう
にすることも有効である。

第６図、第７図、第一図に用いられるキーは回転型であ
ったが、エアＶ９ンダや油圧Ｖリンダにより駆動される
スライドＷＯ年−が用いられうる。

その例は第９図に示されている。型開閉ｓ／９ンダラム
（８１の外周に、圧縮しろ設定のための調整機構（Ｉｌ
ｌ　（１２１に相当する円ａｍが設けられ、そこへキー
ａＩが油圧ｙリンダ固に駆動されて、ガイド−に沿って
スライドし１図の破線で示された位１ｔまで来ると、キ
ーが充分に挿入されたζｉになる。この場合の構成を横
からみると第９図［有］のようになっており、キー＠υ
がシリンダツム（８１から離れた状態では型の開閉は自
由にできる。油圧ンリンダーはタイバー支持板（３）、
可動側ダイプレート（２）あるいはタイバー上に固定す
ることができる。

以上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
型の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ＩＯ段設定行なう方法として、中　圧縮
しろ設定のための調整機構１棒の長さや円環の長さを直
接変化させるように構成して行なう。

■　圧縮しろ設定のための調整機構を一定の長さの棒の
取付は位置を変化させるように構成して行なう。

ことが考えられる。

第１の方法のときにはロッドの先端にマイクロメータヘ
ッドを取付けることによってミクロ７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
れの棒の長さ３等しくするように調節すれば良い、マイ
クロメータヘッドの代用としては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とか、あるいは角度割り出しの擲
構が良いものでなければ、数個のロッド長のパフンスを
とることが困難である。

第１０図りはキーが長さを変えうる場合もあることを示
している。しかしωの馬蹄形のキーでは長さを調整する
機能を特電せることは困難である。

第２の方法は、調整機構をロッド−で構成し。

その取付は位置を調節することによるもので％モデｙ的
には第１１図に示されているように、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図■に示すように
、外周にネジ部をもち、タイバー支持板（＠に結合され
ている位置調整ベース−に、内周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
（締と位置調整板−との間の隙間として調整しろＡＬが
得られ、有効ロッド長はＬとなる。圧縮しろ調整機構の
ロッド−は全数の長さを一定長にそろえておき、取付け
はバネ（ロ）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、位置調整ペース陵の径を大きく
と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≠４００１１１のベースでかつネジのピッチが３
ｍであれば、外周での距離１６ｗあたり２４μｍの前進
後退が可能でかつ変化が直線的で非常ニコントロールし
やすい、第７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、棒の長さその
ものを調節する方式の方が扱いやすい。

第１２図に第７図り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１図りの構造は圧縮しろ調
整棒をそのロッド部−を調整ネジ板＠υに取付けたもの
で代替させており、この調整ネジ板ＩＢＯを調整ペース
国に取付けると第４図の圧縮しろ設定のだめの調整機構
（１１）と（１力の長さの和は。

Ｈｃｔｔ＋（資）の組み立てた長さしに相当し、Ｌは−
と・υのネジ嵌着部によってＡＬだけ可変できる。ＡＬ
は 最大金型厚−最小金型厚＋圧縮しろＩ まで仏間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。

以上述べたごとく１本発明は射出成形装置において、射
出時には圧縮しろをとるためにタイバーの支持板または
台と可動側ダイプレーＦの距離を一定にするような機構
によシ、金型内キャビティーの厚さを増して体積を増大
でき、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、かつ製品取出しのための型の開閉は自由
に行なえるようにしたことによシ、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ことがで
きるものである。

なお本発明になる成形装置を用いて、第４図下部の状態
で発泡剤を含んだ樹脂を射出し１次に第４図上部のよう
に金型を開くと射出された樹脂が発泡して射出発泡成形
を行なうことができる。

【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
脂温度に対する比容の変化を示したいわゆるＰＶＴ曲線
上で、トゲ２式の圧縮工程により射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ＰＹｒ曲線上で
、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３図は本発明の射出圧縮
成形装置を用いるときの低圧型締時（ロ）、射出時［有
］、圧縮時０の３プレ一ト間の距離関係を示した図、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
したもので、上部に射出時の各要素の配置を、下部に圧
縮時の配置を示した図、第Ｓ図は上部の射出時の配置と
、下部のエジエクｙｇンのための型開時における配置と
を比較し電図、第６図はキーの数が２個と１個の場合に
ついて、圧縮しろ設定のための調整機構とキーの相対位
置を示した図、第７図は調整機構やキーを一体ものとし
て構成する場合の例を示した図、第８図は一体ものの回
転型のキーとそれに適した調整機構の配置を示した図、
第９図はスライド型のキーを示し、中心の円環状をはさ
むように両側からスライドしてくるところを示した図、
第１０図は長さが変゛見られるキーのモデＷ図、第１１
図はロッドの取付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、ω袖タイバーの固定板
にネジ部をもつロッドを螺合して長さＬｔｔ調節する例
、■は位置調整ペ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調整する例を示す図、第１！図は
第７図（ｄの構造を用いて田ツド長を変更する場合の例
を示す図である。 （１）・−・固定側ダイプレート、（２）−可動側ダイ
デレ−）　、　（３）・・・タイバー支持板（または台
）％ｆＩｌ　ｔｉｌｌ・・・型板、ｔｙｌ・・・キャビ
ティー、（８）−型開閉ｙリンダツム、（Ｉ）・・・型
開閉シリンダ、ｌｌ−キー、（Ｉｌｌ・ト・圧縮しろ設
定のための調整機構、・慢・・・タイバー、ｌ１４・・
・圧縮用油圧シリンダ、−一詞整ロツド、−・−・位置
調整ペース、（社）・・・位置調整板、＠・−バネ、−
・−調整ペース、休０・・・調整ネジ板 代理人　　森　本　義　弘 第ｆ図 樹！ＩＩＡ鑓（’Ｇ）− 第２図 ｓｏ　　　　ｔａｎ　　　ｔｓａ　　　ｚｍ　　　ｚｓ
ａ樹廟過組゛す□ 第ｊ図 第６図 第７図 第１図 第デ図 第１σ図 第１／図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｌ　型開閉を行なうための長ストロークで弱い力の油圧
   シリンダを有し、かつダイパーを固定した固定側ダイプ
   レートの他端にあって、成形機ベットに固定されかつタ
   イバーを支持している板または台上にダイパーの一端七
   シリンダフムとするような短ストーータかつ強力な圧縮
   用油圧シリンダを有し、前記タイバー支持板または台、
   あるいは可動側グイプレートに調整ロッドまたは調整機
   構を設け、射出時にキャビティ一体積を大きくして圧縮
   しろをとるために調整ロッドまたは調整機構に当接する
   ように挿入されてタイバー支持板と可動側グイプレート
   の距離を機械的に固定するキーを設け、金型に樹脂を射
   出し充填完了後に、タイバー上の強力な圧縮用油圧シリ
   ンダにより成形機ベットに固定されていない固定側ダイ
   ブＶ−）を引張って、タイバーの長さを短かくするよう
   に圧縮を行ない、終了後圧縮用油圧シリンダによりタイ
   バーを長くし、次に型開閉シリンダを前進させ同時にま
   たはつづいてキーをはずして、自由に金型の開閉を行な
   うようにした射出圧縮成形装置。 ２　圧縮しろの設定調整のために、調整ロッド自身の長
   さを変えるように、先端にマイクロメータヘッドを有せ
   しめるか、あるいは調整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。 ＆　圧縮しろの設定調整のために、調整ロッドの取付は
   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項記載の射出圧縮成形装置。