JPS6119323A - 射出成形法および装置 - 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」 この発明は、射出成形用セラミックス、プラスチックマ
グネット、導電性プラスチック、高比重プラスチック等
のフイラ高充填材料など、非ダイスウェル特性を有する
成形材料の成形に好適に用いられる射出成形法および射
出成形装置に関する。

「従来技術および問題点」 射出成形法は、成形材料を加熱シリンダ中で可塑化し、
これを金型のキャビティ内に注入充填して固化させ成形
品を製造する方法であシ、複雑な形状の製品を能率良く
多量に生産できることから、各種製品の生産に広く応用
されでいる。

ところが、この射出成形法において、ゲートを通過し圧
力が解放されても体積の膨張を起こさない成形材料いわ
ゆる非ダイスウェル特性を有する成形材料で比較的厚肉
の成形品を成形すると、この種の成形材料は、第２７図
に示すよう忙狭いゲート１から広いキャビティ２の空間
に放り出されるように放出され、とぐろを巻くようにし
てキャビティ２内に充填される傾向か大きい（ジェッテ
インク現象）。

第２ざ図ないし第２ノ図は、本発明者らがこの発明を完
成させる以前に得た充填過程を示すショートショートサ
ンプル例である。これらは第７７図に示す金型８を用い
て得られたもので、第２−図に示す軸部３とｌｌ’ｔＰ
ｉ！翼部４とからなるターボチャージャーロータ５の成
形過程を順に示す。

なお、ゲート１は軸部３の末端に設け′られている。

この例の成形材料には、セラミックスに少量の可塑性物
質が混合された射出成形用セラミックスが用いられてお
７．１）＋、゛第１ｆ図ないし第２ノ図にはこの射出成
形用セラミックスがとぐろを巻くようにしてキャビティ
２中に充填されてゆく状況が明らかに表わされている。

このように非ダイスウェル特性を有する材料、例えば射
出成形用セラミックスは、キャビティ２中にとぐろを巻
くようにして充填されてゆくので、その際キャビティ２
内にあった空気を巻き込み易く、成形品内に気泡が出来
易い問題かおった。また、この種の成形材料は融着性に
乏しい材料であるため、キャビティ２内にとぐろ状に注
入された成形材料の周面６は、互いに重さなシ合っても
弱く接着するだけで、いわるるウェルドマーク７・・・
となって成形品表面および成形品中に多数残留して、成
形品の均質性を大幅忙低下させる原因となる問題かおっ
た。しかも、上記射出成形用セラミック７を成形して得
た成形品中に上記ウェルドマーク７・・・や気泡が存在
した場合、この成形品を脱脂、焼成するとこれらがさら
に生長してクランク、破壊等の不良の原因となる不都合
がアシ、これらの対策か強く要望されていた。

「発明の目的」 この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、非ダイス
ウェル特性を有する成形材料を成形しても、ウェルドマ
ークや気泡等を発生し難い射出成形法、およびこの射出
成形法に好適に用いられる射出成形装置を提供すること
を目的とする。

「問題点を解決するための手段」 以下、上記問題点を解決するための手段を実施例に沿っ
て詳しく説明する。

この発明の射出成形法は、まず、金型のキャビティに成
形材料を注入する前に、あらかじめキャビティの容積を
縮少しておく。ついで、キャビティへ成形材料を注入す
るのに合わせキャビティの容積を適宜拡大し最終的にキ
ャビティを所定の成形品の形状に対応する形状にすると
共に、このキャビティに成形材料を充填して成形品を得
る方法である。

第２図に示すものは、この射出成形法に好適に用いられ
る射出成形装置の第２実施例であって、第７７図に示し
九ものと同一構成部品には同一符号を付してその説明を
簡略化する。

この射出成形装置は、第２７図に示し先ものと同様の金
型８に、キャビティ２の容積を変化せしめる容積可変機
構９か設けられたものである。この容積可変機構９は、
可動部材１０と付勢手段１１とから構成されている。可
動部材１０は、成形材料の注入動作に対応してキャビテ
ィの容積を変えるもので、キャビティ２内に進退自在に
設けられている。この可動部材１０＃ｉ、丸棒状のロン
ド部１１Ｌとロット部１０ａの末端部に設けられた座部
ｘＯｂとからなる。ロンド部１０ａ先端部はキャビティ
２内に、ゲート１と対向する側からゲート１に向けて進
退自在に挿入されている。この例にあっては、得られる
製品であるタボチャージャーロータ５の軸部３の末端に
ダイレフ）Ｋグー）１が設けられているので、ロット部
ｔＯａは、ロータ５の翼部４の先端面４ａから軸部３に
向けて金型８の型開き方向に沿って設けられていること
となる。そして、ロット部１０＆か最も挿入された時、
ロフト部１０ａの先端は、ロータ５の軸部３の先端もし
くは中間部付近に対応する位置にまで前進するようにさ
れている。

上記付勢手段１１には、金型８の固定型取付板１２と可
動部材１０の座部１０ｂとの間に介在された圧縮コイル
バネか用いられている。この圧縮コイルバネよシなる付
勢手段１１は上記可動部材１０をキャビティ２に挿入す
る方向に常に付勢しておシ、これによって可動部材１０
は、キャビティ２に注入される成形材料の圧力か所定値
以上その先端に加わった際にのみ後退するようにされて
いる。ｔた、この付勢手段１１と可動部材１０の座部１
０ｂは、筒状のガイド部材１２により囲まれて、常に円
滑な動きを行うようにされている。

「発明の具体的作用効果」 この発明の射出成形法は、成形材料注入前にあらかしめ
キャビティの容積を縮少しておき、このキャビティ容積
を拡大しつつ成形材料を注入して成形品を得るものなの
で、従来の射出成形法のように、成形材料が狭いゲート
１から突然広いキヤとティ２に放出されることはなく、
成形材料は、まず容積の小さいキャビティ２に充填され
、キャビティ容積の拡大と共にキャビティ２内に注入充
填されてゆき、最終的な成形品形状とされる。このため
、この射出成形法によれば、射出成形用セラミックスな
ど非ダイスウェル特性を有する成形性の悪い成形材料で
あっても、成形材料は、グー　　　　　　　　、１ト１
が設けられた側から徐々にキャビティ２内に満たされて
ゆき、従来の射出成形法のようＫとぐろな巻くようにし
てキャビティ２内に充填されてゆくことが防止される。

第２図ないし第３図は、ブレードを省いたターボチャー
ジャー実験装置において、この発明の射出成形法により
射出成形用セラミックスかキャビティ２内に充填されて
ゆく過程を示すもので、第２図に示した射出成形装置と
同様の容量可変機構９を有す試作装置により得られたも
のである。また、第６図ないし第り図は、同試作装置の
可動部材ｌＯを堆力外して従来の射出成形法により射出
成形用セラミックスをキャビティ２内に充填した場合の
過程を示すものである。これら第２図ないし第３図と、
第６図ないし第り図を比較すると、明らかなように１こ
の発明の射出成形法によれば、非ダイスウェル特性を有
する射出成形用セラミックスが、キャビティ２内にゲー
ト１側から徐々に充填されており、従来法のようにとぐ
ろを巻くようにキャビティに充填されることがなく、従
って、得られる成形品には従来法のようにウェルドマー
ク７・・・や気泡を生じることかなく、非ダイスウェル
特性を有する成形材料をも良好な成形品に成形できる。

第７０図ないし第７３図は、第２図に示した射出成形装
置を用いて射出成形用セラミックスを上記ターボチャー
ジャーロータ５に成形する過程を示すもので、この例に
あっても、射出成形用セラミックスがキャビティ２のゲ
ート１＠から徐々に充填されておシ、得られる成形品は
ウェルドマーク７・・・や気泡等の発生が大幅に改善さ
れたものであることがわかる。

また、この発明の射出成形装置にあっては、可動部材ｌ
Ｏをキャビティ２内に進退自在に設は九ので、これによ
りキャビテイ２の容積を縮少、拡大することができる。

従って、このキャビティ２の容積を徐々に拡大させつつ
キャビティ２内に成形材料を注入することによ〕、成形
材料が狭いゲート１から突然広いキャビティ２に放出さ
れると・とか防止されて、成形材料かとぐろを巻くよう
にしてキャビティ２内に注入充填されることか阻止され
るので、この射出成形装置によれば、ウェルドマーク７
・・・、気泡などが大幅に改善された成形品を製造する
ことができる。

さらに、この射出成形装置では、可動部材１０をゲート
ｌと対向する側に設けたので、成形材料をキャビティ２
内にゲート１側から徐々に充填してゆくことができる。

従って、この射出成形装置によれば、キャビティ２内に
成形材料をよシ理想的な状態で注入することかでき、良
好な成形品を得ることかできる。

さらにまた、この射出成形装置にあっては、キャビティ
２に注入される成形材料の圧力に抗するように可動部材
ｌＯを付勢する付勢手段１１を設けたので、キャビティ
２に成形材料を注入する前には可動部材１０は付勢手段
１１により付勢されてキャビティ２の容積を縮少し、キ
ャビティ２に成形材料か注入されてその注入圧力か可動
部材１０に加わると、これにより可動部材１０は後退し
キャビティ２の容積を拡大する。よって、この射出成形
装置にあっては、キャビティ２内の成形材料の注入圧力
と可動部材１０の進退が連動し、成形材料の注入挙動に
合わせて可動部材１０の進退な適切に行うことができる
。

また、この射出成形装置にあっては、付勢手段１１に圧
縮コイルバネを用いたので、装置の作成が極めて容易で
ちる。

さらに、この射出成形装置にあっては、可動部材１１を
金型の固定型側に型開き方向に沿って進退するように設
けたので、エジェクタービン等により成形品を離型させ
る際にこの可動部材１１を前進させることにより、成形
品の離型をよシ円滑に行うことができる。

「発明の他の実施例」 第２≠図および第２６図は、それぞれこの発明の射出成
形装置の他の実施例を示すもので、第２図に示した射出
成形装置と同一構成部分には同一符号を付してその説明
を簡略化する。

第２弘図は射出成形装置の第２実施例である。

この例の装置にあっては、可動部材１０を付勢する付勢
手段１１にばね付き単動油圧シリンダを用い、このシリ
ンダのヘッド側に付勢力を多段に調整する制御装置１３
を接続したものである。この制御装置１３は、切換弁１
４を介してシリンダ（付勢手段１１）と、ポンプ１５と
、リリーフバルブ１６、ソレノイドバルブ１７およびリ
モートコントロールパルプ１８からなる圧力調整ユニッ
ト１９とが接続されてなるものである。

この例の射出成形装置にあっては、まず、シリンダ（付
勢手段１１）にポンプエ５から圧油を送シ可動部材ｌＯ
を前進させる。ついで、成形機の射出シリンダに設けた
り卦ットスイツチＬＳＩなどによル射出成形装置のキャ
ビティ２に成形材料が注入されたのを感知した時点で、
切替弁１４のソレノイド５ＯＬＡをＯＮｔてシリンダ（
付勢手段１１）と圧力調整ユニット１９を連通ずる。こ
のようにすると可動部材１０の先端に成形材料の注入圧
力が加わり、シリンダ内の油圧がリモートコントロール
パルプ１８に設定した圧力以上になった場合１ 、リモートコントロ ールパルプ１８が開放され圧油か放出されるので、可動
部材１０は後退しキャビティ２の容積を拡大する。次に
、射出シリンダに設けｆｃ　Ｆ）ミントスイッチＬ８２
などによ〃キャビティ２内に成形材料か所定量注入され
たことを感知した時点でソレノイドパルプ１７のソレノ
イド５ＯＬＢをＯＮすると、シリンダ内の油圧がリリー
フバルブ１６に設定された圧力以上になった場合に、可
動部材１０か後退してキャビティ２の容積か拡大される
。

この例の射出成形装置にあっでは、第２図に示した第２
実施例のものと同様の作用効果が得られる他に、付勢手
段１１に油圧シリンダを用いたので、可動部材ｌＯを付
勢する力の調整か容易に行える。従って、成形材料や材
料温度、射出速度等の種々の成形条件に対応して付勢力
の調整を行い、よシ最適な射出成形を行うことができる
。また、この射出成形装置にあっては、付勢手段１１の
付勢力を多段（この例では一段）に調整する制御装置１
３を設けたので、成形材料がキャビティ２に充填される
各、段階に応じた付勢手段１１の付勢力を設定でき、よ
って、より適切な成形を行うことかできる。

第１３図はこの発明の射出成形装置の第３実施例を示す
ものである。

上記第２・コ実施例の可動部＠１０かキャビティ２内の
成形材料の圧力と付勢手段１１の付勢力のバランスによ
り動作する装置と異なシ、この第３実施例の装置は、可
動部材ｌＯをアクチュエータ２０によ〕独自に動作せし
めるものである。このアクチュエータ２０にはオイルモ
ータなどを用いることもできるがこの例にあっては複動
シリンダが用いられている。このアクチュエータ２０に
は、これの動作を制御する制御装置２１が接続されてい
る。この制御装置は、可動部材１０の前進を一定速度で
行い、後退を二段階の速度で行うもので、可動部材１０
を前進させるには、射出成形機の型閉め機ｓＫ設けたリ
ミットスイッチＬＳＩ等によりそのタイミングを感知し
て、切替弁２２のソレノイド５ＯＬＩをＯＮし、切替弁
２２を左に切替え、ポンプ２３から逆止弁２４を介して
圧油をシリンダ（アクチュエーＪ２０）のヘッド側に送
る。次に１可動部材１０を後退させるには、射出成形機
の射出シリンダに設けたリミットスイッチＬＳＩ尋によ
りそのタイミングを感知して、切替弁２２のソレノイド
５ＯＬ２をＯＮし、ポンプ２３から圧油をシリンダ（ア
クチュエータ２０）のロンド側に送る。この際、シリン
ダのヘッド側の圧油はまず、流量調整弁２５と切替弁２
６を介してタンクに戻される。ついで、リミットスイッ
チＬＳＩ等によ多キャビティ２内忙成形材料か所定量注
入されたことか確認された時点で、切替弁２６のソレノ
イド５ＯＬ３をＯＮすると、シリンダのヘッド側の圧油
は流量調整弁２５を介してのみタンク２７に戻されるよ
うになるので、可動部材１０の後退速度は減速される。

この例の射出成形装置にあっても上記実施例のものと同
様の作用効果を得ることができる他、この装置にあって
は、可動部材１０の動作をキャビティ２内の成形材料の
圧力に係わシなく行うので、キャビティ２内の′成形材
料に加わるストレスを低減できる利点がある。また、こ
の装置にあっては、可動部材１０の動作を多段に（この
例では３段）調整する制御装置２１を設けたので、成形
材料かキャビティ２に充填される各段階比応じた可動部
材１０の動作を設定でき、よって、よシ適切な成形を行
うことができる。

第１１図はこの発明の射出成形装置の第グ実施例を示す
ものである。この例の装置は、可動部材１０の付勢手段
１１に油圧シリンダを用い、このシリンダ（付勢手段１
１）の付勢力を可変絞シ弁２８で調整するようにしたも
のである、この例の射出成形装置にあっても、上記実施
例のものと同様の作用効果か得られる。

なお、この発明は上記実施例に限られるものではなく、
例えば、上記可変綿シ弁２８の代シにサーボバルブを用
いることによル、可動部材１０の付勢力を多段に変化さ
せることができる。また、上記付勢手段１１あるいはア
クチュエータ２０には、油圧シリンダの代に空圧シリン
ダなどを用いることかできることは勿論でおる。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明の射出成形法は、キャビ
ティの容積を拡大しつつ成形材料を注入して成形品を得
る方法なので成形材料が狭いゲートから広いキャビティ
に急激忙放出されることかなく、従って、この成形法に
よれば、非ダイスウェル特性を有する成形性の悪い成形
材料からもウェルドマークや気泡のない成形品を得るこ
とができ、製品の歩留シを向上することができる。

また、この発明の射出成形装置は、成形材料の注入動作
に対応してキャビティの容積を変える可動部材をキャビ
ティ内に進退自在に設けたものなので、キャビティ２の
容積を徐々に拡大させつつキャビティ２に成形材料を注
入してゆくことができ、従って、ウェルドマークや気泡
のない成形品を製造することができる。

さらに、可動部材をキャビティのゲートと対向する側に
設けな射出成形装置にあっては、成形材料をキャビティ
のゲー）ｆｕｌｌから徐々に注入してゆくことかできる
ので、非ダイスウェル特性を有するような成形性の悪い
成形材料をも理想的な状態で射出成形するようなことが
でき良好な成形品を生産することかできる。

また、キャビティに注入される成形材料の圧力に抗する
ように可動部材を付勢する付勢手段を設けた射出成形装
置におっては、キャビティに注入される成形材料の圧力
を受けて可動部材が後退するので、成形材料の注入動作
とキャビティの容積変化の対応を容易に行うことができ
る。

さらにまた、付勢手段にバネを用いた射出成形装置にあ
っては、装置の製作か簡便である利点があシ、また付勢
手段に油圧シリンダ、全圧シリンダを用いた装置にあっ
ては付勢手段の付勢力の調整を容易に行うことかできる
利点がある。

加えて、上記加動部材をアクチュエータにより動作せし
める射出成形装置にあっては、キャビティ内の成形材料
の圧力と関わシなく可動部材を動作させることができる
ので、成形材料に加わるストレスを低減でき良好な成形
品を製造するととかできる。

【図面の簡単な説明】

第２図はこの発明の射出成形装置の第２実施例を示す構
成図、第２図ないし第５図はそれぞれ試作した射出成形
装置によ〕本発明の射出成形法を実施した際得られたサ
ンプルであってキャビティに成形材料か充填される過程
を示す説明図、＃ｃ６図ないし第り図は従来の射出成形
法により成形材料かキャビティに充填される過程を示す
説明図、第１０図ないし第７３図は本発明の射出成形法
によりタボチャージャーロータか成形される過程を示す
説明図、第２参図ないし第７６図はそれぞれ本発明の射
出成形装置の第２．第３．第蓼実施例を示す構成図、第
７７図は従来の射出成形金型を示す構成図、第ｉｔｒ図
ないし第、２／図は従来の射出成形法によりターボチャ
ージャーロータか成形される過程を示す説明図、第ココ
図はターボチャージャーロータを示す斜視図である。 １・・・・・・ゲート、２・・・・・・キャビティ、８
・・・・・・金型、９・・・・・・容積可変機構、１０
・・・・・・可動部材、１１・・・・・・付勢手段、１
３・・・・・・制御装置、１６・・・・・・ＩＪ　リー
フバルブ、１７・・・・・・ソレノイドバルブ、１８・
・・・・・リモートコントロールバルブ、１９・・・・
・・圧力ｉ１［：”＝ツト、２０・・・・・・制御装置
、２５・・・・・・流量調整弁、２６・・・・・・切替
弁、２８・・・・・・可変絞シ弁。 第１図 第６図第７図第８図　第９図 第［０図第ｔｉ図第１２図　第ｉ３図 第１４図 第１６図 第１８図第１９図第２０図第２１図 第２２図

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）金型のキャビティに成形材料を注入充填して成形
   品を製造する射出成形法において、成形材料注入前にあ
   らかじめキャビティの容積を縮少し、このキャビティ容
   積を縮少し、このキャビティ容積を拡大しつつ成形材料
   を注入して成形品を得ることを特徴とする射出成形法。
2. （２）注入された成形材料を一定の形状に成形するキャ
   ビティを有する射出成形装置において、成形材料の注入
   動作に対応してキャビティの容積を変える可動部材を、
   キャビティ内に進退自在に設けたことを特徴とする射出
   成形装置。
3. （３）上記可動部材をキャビティのゲートと対向する側
   に設けたことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
   射出成形装置。
4. （４）上記キャビティに注入される成形材料の圧力に抗
   するように上記可動部材を付勢する付勢手段を、可動部
   材に取り付けたことを特徴とする特許請求の範囲第２項
   および第３項記載の射出成形装置。
5. （５）上記付勢手段がバネであることを特徴とする特許
   請求の範囲第４項記載の射出成形装置。
6. （６）上記付勢手段が、付勢力を圧力制御弁により調節
   する油圧シリンダあるいは空圧シリンダであることを特
   徴とする特許請求の範囲第４項記載の射出成形装置。
7. （７）上記油圧シリンダおよび空圧シリンダの付勢力を
   多段に調整する制御装置を設けたことを特徴とする特許
   請求の範囲第６項記載の射出成形装置。
8. （８）上記可動部材をアクチュエータにより動作せしめ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第２項および第３項
   記載の射出成形装置。
9. （９）上記アクチュエータによる可動部材の動作を多段
   に制御する制御装置を設けたことを特徴とする特許請求
   の範囲第８項記載の射出成形装置。