JPS59185637A - 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】 産業上の利用分野 本発明は、樹脂成形、セラミック成形等の成形加工に用
いる射出圧縮成形装置に関するものである。

従来例の構成とその問題点 射出成形では、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
ンダー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定の密度より小さいのが通常で
あって、溶融した樹脂は固化していくにつれて体積が小
さくなっていく。すなわち収縮が起こる。

一例としてφ１００ｍｍ、肉厚１０ｍｍの製品を考えた
場合、樹脂密度が溶融状態で１１７、固体状態で１．２
０であるとして、溶融状態の体積がキャビティの体積７
８．５４ｃｃと等しい状態から、固化し常温になると７
６．５７ｃｃとなる。仮りにいま、この減少した体積に
より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９．７５ｍｍ　　となり、０．２５ｍｍ　
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ーパ
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５Ｑ−８９８５１）や、オーバパッ
クしやすいようなキャビティを用いるローリンクス法（
１９６５年４月号プラスチックス誌）が提案されている
。また金型内にキャビティやコアを前進後退できるよう
（こ小さな油圧シリンダーを埋めこんでおくか、エジェ
クター用シリンダーを用いるかして、意識的（こキャビ
ティを太き（して射出し、充填完了後裔こシ１ノングー
を前進させてキャビティを小さくして所定の厚さの成形
品を得ることが提案（１９６４年６月号ＳＰＥジャーナ
ル紙、５１９頁、　Ｈ，Ｈｏ１ｌｉｔ　：　”　Ｎｅｗ
　ｔｅｃ−ｈｎｉｑｕｅｓ　ｉｎ　Ｓｂｒｉｎｋａｇｅ
　ｃｏｎｔｒｏｅ”　）され、マイクロモルダー法とし
て知られている。

前記のオーバーパックの方法は、高射出圧力を要すると
いう欠点とともに、製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。またマイクロモルダー法の場合には、ンリンダ
ーラムの前進は収縮にともなって起り、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。このような現況に鑑み、型締力を用いて圧縮操作を
行いうる射出圧縮成形装置がエンゲル社により提案され
ている。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画期的なもので
あるが、直圧成形機【こは適用できない。またトグルに
よる圧縮方法では。

圧縮圧の制御ができないという最大の欠点がある。

圧縮圧の制御が必要であることは、第１図における「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。Ｐ、Ｖ、Ｔ曲線により次のように説明できる。

すなわち、横軸に樹脂温度（ｒ）をとり、縦軸に樹脂の
比容（財）をとり、一定の圧力（反作用としての樹脂の
圧力と考えても良い）（Ｐ〕のもとての樹脂の比容Ｍと
樹脂温度（１）の関係を示すのがＰ、Ｖ、Ｔ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
ティに樹脂を射出充填し、圧縮し取り、出すまでを第１
図のグラフの上で追ってみる。

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が増大する過程〔Ａ
→Ｂ〕があり、保圧が完了しても樹脂温度は下がりつづ
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ＣＢ−Ｃ’ｌｌの過程をたどる。こ
こで逆流に配慮しつつトグルを伸ばし切って圧縮操作を
行なうと、樹脂温かほとんど冷えない間に樹脂圧力が増
大しＬＣ−４Ｄ’ｌｌとなる。このときトグルが伸び切
っているとすると、その後は樹脂温が下がり、圧力が減
少するという過程１１．Ｄ−Ｅ）となる。このとき比容
が低下するので樹脂はけ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付加するため歪を生じ
る。この後、取り出し温度に達して金型り開くと、樹脂
圧は外部圧力が減少するため比容が増大する過程ＣＥ−
）Ｆ）となり、大気圧の中で樹脂温度が常温となる過程
ＣＦ−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ＣＥ）とＣＧ］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
しているため位置決めによって圧力を調整するが、その
圧力は金型温度、タイバ一温度１拉置の設定によって異
なるため、その圧力を固定することが困難で、Ｐ、Ｖ、
Ｔ曲線上で言えばトグルを伸ばし切つｒこ状態での終点
がＣＤ）であるのか〔Ｄ〕′であるのか不明であり、制
御することができない。

発明の目的 本発明の目的とするところは、収縮によるヒケ。

歪、ボイド等のない面精度の良い製品を得るｒこめに必
要な。

０いかにして金型キャビティの体積を大きくするか、ま
たそのミクロン単位の精密な開きしろ設定の制御をどう
するか。

Ｏ製品取出しの型の開閉をスムーズに行うか。

゛　　Ｏ圧縮圧の制御が可能な圧縮工程。

の３点を備えた射出圧縮成形装置を提供する点にある。

発明の構成 上記目的を達成するために本発明における射出圧縮成形
装置は、固定側ダイプレートとタイバー支持板との間に
、これら両者間方向に移動可能な可動側ダイプレートを
設け、この可動側ダイプレートを移動させるシリンダー
を固定側グイフレートに設け、両ダイプレートの相対向
面側に金型を配置し、前記可動側グイプレートのタイバ
ー支持板側への移動を規制するトグルを使用した後退限
規制機構を設け、この後退限規制機構は、トグルが伸び
切り且つ金型が完全に嵌合したときに規制面側に圧縮し
ろを形成すべく構成し、さらに圧縮しろ調整機構を設け
ている。

かかる構成によると、金型の型締め型開きと高圧型締め
は、固定側ダイプレートに設けたシリンダーによって可
動側グイプレートを押すか或いは引っ張ることで行なえ
、圧縮工程での圧縮圧の制御が可能である。また精密な
開きしろ設定の制御は、トグルを使用した後退限規制機
構により行なえ、さらに開きしろ、すなわち圧縮しろは
圧縮しろ調整機構により、精度良く調整し得る。

実施例の説明 以下（こ本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

先ず第２図に基づいて１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（ディライト）、固
定側ダイプレートと可動側グイプレート、タイバー支持
板との距離の相関関係を示し１本発明の詳細な説明する
。第２図（Ｑは低圧型締時ｌζおける各プレート間の距
離を示しており。

タイバー長は（１？）で、固定側ダイプレート（１ンと
可動側ダイプレート（２）の距離（ｅｌ）は金型厚さに
対応する。可動側グイプレート（２）とタイバー支持板
（３）の距離（ｅｌ）はシリンダーラムの移動によって
可変できるようになっている。精度良く仕上げられ精度
良く取りつけられた金型の場合、この状態から高圧型締
を行なっても各プレート間の距離に変化はないと考えら
れる。本発明における射出圧縮成形装置では、射出時に
は高圧型締を行わずに、第２図億）のように、可動側ダ
イプレート（２）が固定側ダイプレート（１）かられず
かに離れることにより、金型はパーティングライン、ま
ｔこは他の型板間でわずかに開き、金型厚さはＣｅｔ＋
δ）となる。この（δ）を「圧縮しろ」という。高圧型
締を行っている訳でもないのでタイバー長さは（ののま
まであり、従つて圧縮しろ（δ）は（ｅｌ）の変化を招
来してＣｅｂ＋δ）となる。射出後の圧縮工程では高圧
型締が行われるので第２図（Ｑのようになる。金型厚さ
は（ｅ＋＋δ）から（ｅｌ）になり、（δ）の分だけ圧
縮が行われる。射出工程において射出圧が増大すると、
（ｅｌ−δ）が固定されている本発明のごとき射出圧縮
成形装置ざ においては、タイバー長ノ５わずかにのび（ｅ＋△′）
となる。したがって金型厚さは（ｅ＋δ＋△′）となり
。

その状態から（ｅｌ）ｌこなるまで圧縮すると実際に圧
縮される量は（δ＋Δ′）となる。ここでＣ＆）はタイ
バーの径や射出圧力、投影面積などにより変化する。

以上のことから、射出工程に先き立って金型を開く量（
δ）は製品の形状、樹脂の温度、射出圧などを考慮して
実験的に求めねばならない。このため容易に（δ）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
機構が極めて大切である。

本発明は、射出充填時に射出圧がかかつても（ｅｚ−δ
）を維持し得、かつ射出後、高圧型締操作により圧縮操
作を行うことができ、かつ製品を取り出すための型開き
や次のサイクルのための洲閉は自由にでき、さらに圧縮
しろをミクロン（μｍ）単位で設定できる機構を設けた
射出圧縮成形装置に関するものである。

以下に本発明の第１実施例を第８図〜第５図に基づいて
説明する。第８図において、固定側グイプレート（１）
とタイバー支持板（３ンとの間に複数本のタイバー（４
〕が配設され、これらタイバー（４）に案内されて可動
側グイプレート（２）が、固定側グイプレート（１）と
ダイパー支持板（３）との間において移動可能となる。

（５）は前記固定側グイプレート（υに埋設状に設けた
油圧式のシリンダーで、そのピストンロッド（６）を前
記可動側グイプレート（２）に連結することによって該
可動側グイプレート（２）を移動させる。両ダイプレー
ト（１）（２）の相対向面側に金型（７）が配設される
。すなわち金型（７）は、固定側グイプレート（１）に
取付けた固定型（８）と、可動側グイプレート（２）に
取付けた可動型（９）とからなり１両型（８）　（９Ｊ
を嵌合させた状態でキャビティ頭を形成する。前記固定
側グイプレート（υ側には加熱筒（ロ）が配設され。

固定型（８）に形成した供給路（６）を通して前記キャ
ビティα０内に溶融樹脂０３を射出可能としている。前
記可動側グイプレート（２）のタイバー支持板（３ン側
への移動を規制するトグルを使用した後退限規制機構σ
４を設けている。すなわち後退限規制機構σΦは。

可動側グイプレート（２）に対向する第１接当部材（Ｉ
Ｆｊと、タイバー支持板（３）に対向する第２接当部材
ａｔａと１両接当部材（１５（１間に設けγこ複数組の
トグルリンクαηと、これらトグルリンク０４組に対向
するようにタイバー支持板（３）側に埋設形成さｎた油
圧式のシリンダー（ト）と、そのピストンロッド叫と前
記トグルリンクαηの中折れ部とを連結する連結ピン（
７）とから構成され、前記トグルリンクαηが伸び切り
且つ金型（７）が完全に嵌合しｔこときに、第１接当部
材αＱによって形成される規制面馨りと可動側グイプレ
ート（２］の対向面との間に圧縮しろ（δ）を形成すべ
く構成しである。（４）は圧縮しろ調整機構で、タイバ
ー　（４）の外端部を螺子部−にするとともに、この螺
子部（ハ）に螺合するナツト（ハ）を設けることにより
構成される。

以下、上記第１実施例における作用について説明する。

第８図上半分において、タイバー支持板（３）に設けら
れたシリンダー（７）がトグルリンクα乃を引っ張るこ
とばこより後退限規制が解除され、そして固定側グイプ
レート（１）に設けられたシリンダー（５）により可動
側グイプレート（２）が押され金型（７）は型開きされ
ている。この状態から、シリンダー（５）により可動側
グイプレート（２）を引っ張り、第８図下半分に示すよ
うに金型（７）の型締めを行ってキャビティαＱを形成
する。そしてシリンダー（至）によりトグルリンクθη
が伸ばされ１両接当部材Ｑ！９０６は互に最も離間され
る。この時、第２接当部材０！はタイバー支持板（３月
こ接当し、また第２接当部材ｏ均は可動側グイプレート
（２）に接近してその規制面（ロ）との間に圧縮しろ（
δ）を形成する。なお圧縮しろ（δ）は、ナツト（ハ）
を回転してタイバー支持板（３）を前、後に移動させる
ことにより精度よく調整し得る。次に、シリンダー（５
）により可動側グイプレート（２）を押し。

第４図上半分に示すように該可動側グイプレート（２）
を規制面ｅ浸に接当させる。この時、型寸開き量（δ）
は金型（７）のパーティングラインに圧縮しろ（δ）と
して移行し、キャビティＱ０は圧縮しろ（δ）だけ厚く
なる。この状態で、加熱筒Ｏυ内の溶融樹脂（転）をキ
ャビティα１内に射出充填する。ゲートシール完了後、
第４図下半分に示すよう【こ、シリンダー（５）により
可動側グイプレート（２）を引っ張ることにより。

キャビティｇＱ内の充填された樹脂を圧縮する。そして
キャビティ四日の樹脂温度力脣令却するに従って、第５
図のＰ　、Ｖ、Ｔ曲線にのって（Ｋ→Ｌ〕まで圧縮圧力
を調整し徐々に落していく。

すなオ〕ち、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、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
を低下させるように制御するならば、樹脂が固化して行
く過程で樹脂が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５ｙｃＨ−Ｎ）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Ｑ１１と樹脂の体積の違い
は（Ｋ）と□□□〕の比容の違いになる。キャビティＱ
０の体積を一定に保つ制御は可能なので、これによりサ
イクルからサイクルへの一定の成形収縮率を有する成形
が可能となる。

前述し、たように圧縮圧力を調整し徐々に落してイく時
、金型パーティングラインにあった圧ｍしろ（δ）は、
可動側グイプレート（２）と規制面（２）との間に移行
する。キャビティＣ１Ｏ内の樹脂温度が取出し温度まで
下がったら、シリンダー０８１の引っ張りによりトグル
リンクα力を折曲げて短かくシ、そしてシリンダー（５
）で可動側ダイプレート（２）を押して、第８図上半分
に示すように金型（７）を開き、成形品を取り出す。こ
の時、成形品は大気圧になるので、第５図のＰ、Ｖ、Ｔ
曲線のＬＬ−Ｍ）に比容が変化するが、さらに成形品の
温度が下がり常温になるとＣＭ−Ｎ〕となり、圧縮をし
た〔Ｋ〕、取り出し寸前のＬＬ］と同一比容となり、ひ
げや歪のない精度の良い製品を得られる。

タイバー支持板（３）を前後させずに固定し、＠記後退
限規制機構Ｑ４１をタイバー支持板（３）に設けるとと
もに、可動側ダイプレート（２）と後退限規制機構σ→
との間に圧縮しろ調整機構（財）を設け１こ第２実施例
が第６図に示されている。すなわち圧縮しろ調整機構（
イ）は、第１接当部材（ハ）に一体化した雌螺子体（ハ
）と、この雌螺子体（イ）に螺合する調整ボルトいやと
からなり、この調整ボルト（イ）の頭部に規制面＋４１
を形成している。

第６図の上半分は、型締終了後にシリンダー（へ）を押
し出して圧縮しろ調整機構（ハ）を有したトルブリンク
０ηを伸し、そしてシリンダー（５）により可動側ダイ
プレート（２）を押して調整ボルト（ホ）の規制面（２
］）に当接して金型（７）のパーティングラインに圧ｆ
６しろ（δ）を形成し、加熱筒（１１）内の溶融樹脂管
をキャビティＣＩＱ内に射出充填し１こところである。

次に第６図の下半分のように、シリンダー（５）により
可動側ダイプレート（２）を引っ張り、キャビティＱｆ
ｊ内の溶融樹脂明を圧縮すると、金型パーティングライ
ンの圧縮しろ（δ）は可動側ダイプレート（２）と規制
面なりとの間に移行する。この開きしろ（δ）は調整ボ
ルト（ハ）を回転することにより紋化させることができ
、しかも螺子の山とピッチ、さらに回転釘によりミクロ
ン単位で調整できる。また金型（７）の開閉は。

シリンダー（ト）を引っ張ることによりトグルリンクα
力が曲がり、簡単にスムーズに行なえる。

第７図は第８実施例を示している。すなわち前述した第
２実施例のように圧縮しろ調整機構弼を後退限規制機構
αるに直接に取り伺けず、この圧縮しろ調整機構（財）
を可動側ダイプレート（２〕に設けている。これによる
と、調整ボルト（ハ）の端面を規制自動に当接すること
により金型（７）のパーティングラインに圧縮しろ＜８
）を作り、圧縮工程では圧縮しろ（δ）は規制面ｃ！ｖ
と調整ボルト（ハ）の間に移行する。

第８図は第４実施例を示す。すなわち前記後退限規制機
構ａ→を可動側ダイプレート（２）に設けるともに、前
記後退限規制機構ａやとタイバー支持板（３）との間に
圧縮しろ調整機構（財）を設けている。この第８図にお
いては、圧縮しろ調整機構（イ）を後退限規制機構σ前
側に取付けているが、これはタイバー支持板（３）側に
取付けてもよい。この第８因によると、調整ボルト（ホ
）の端面である規制面ゆとタイバー支持板（３）との間
に圧縮しろ（δ）を形成する。

発明の効果 以上のように本発明によると、圧縮工程と金型開閉は固
定側グイプレートに設けｔこシリンダー１乙よる直圧方
式で行い、可動側ダイプレートのタイバー支持板側への
移動を、トグルを使用した後退０必要な金型キャビティ
の体積を得るｔこめのミクロン単位の精密な金型開きし
ろ設定を可能にでき。

０製品取出しの型開閉をスムーズに行なうことができ。

０圧縮しるの圧縮を充分に行なうことができ。

樹脂の冷却時には比容に従ってスムーズに圧縮圧のコン
トロールができるため、ひげや歪のない精密な面精度と
形状精度を得ることができ。

るなどの効果が得られ、実用上きわめて有利なものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のトグル方式の射出圧縮成形装置による圧
縮工程（こおける金型キャビティ内の圧縮圧力によるｍ
脂の比容と樹脂温度の関係を示すＰ、Ｖ、Ｔ曲線グラフ
図、第２図は本発明による射出圧縮成形工程における各
々のダイプレート間の距離の移動の概念を説明する説明
図、第８図〜第５図は本発明の第１実施例を示し、第８
図、第４図は夫々作用状態における断面図、第５図は圧
縮工程におけるＰ３．Ｔ曲線を示すグラフ図、第６図は
本発明の第２実施例を示す断面図、第７図は本発明の＠
８実施例を示す断面図、第８図は本発明の第４実施例を
示す断面図でちる。 （１）・・・固定側ダイプレー）　、　＋２）・・可動
側ダイプレート、（３）・・・タイバー支持板、（４）
・・・タイバー　、　（５）・・・シリンダー、（７）
・・・金型、四・・・キャビティ、　０１）・・・加熱
筒・０４°゛・後退限規制機構、αη・・・トグルリン
ク。 （ト）−・シリンダー、ｅＤ・・・規制向、翰・・・圧
縮しろ調整機構、Ｇ！１・・・螺子部、（ハ）・・・ナ
ツト、（ハ）・・・雌螺子体。 （ハ）・・・調整ボルト、（δ）・・・圧縮しろ又は型
寸開きしろ代理人　森本義弘 樹脇ジ（’Ｃ）　− 樹脂湯度（’（：）− 第２図 （Ｑ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　固定側ダイプレートとタイバー支持板との間に、
   これら両者間方向に移動可能な可動側ダイプレートを設
   け、この可動側ダイプレートを移動させるシリンダーを
   固定側ダイプレートに設け１両ダイプレートの相対向面
   側に金型を配置し、前記可動側ダイプレートのタイバー
   支持板側への移動を規制するトグルを使用した後退限規
   制機構を設け、この後退限規制機構は、トグルが伸び切
   り且つ金型が完全に嵌合したときに規制面側に圧縮しろ
   全形成すべく構成し、さらに圧縮しろ調整機構を設けた
   ことを特徴とする射出圧縮成形装置。 ２、　前記後退限規制機構をタイバー支持板１こ設ける
   とともに、このタイバー支持板とタイバーとの間に圧縮
   しろ調整機構を設け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、　前記後退限規制機構をタイツく一支持板譬ζ設け
   るとともに、可動側ダイプレートと後退限規制機構との
   間に圧縮しろ調整機構を設け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。 ４、　前記後退限規制機構を可動ダイプレート昏こ設け
   るとともに、１ｒｉＩ記後退限規制機構とタイバー支持
   板との間に圧縮しろ調整機構を設け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。