JP2000318005A - コア圧縮射出成形機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決課題】 (a)金型キャビティへの充填が適性であ
り、(b)金型圧縮による金型損傷もなく、(c)しかもガス
抜けに優れ、(d)型締とコア圧縮とを１つのサーボモー
タにて実施出来るような優れたコア圧縮射出成形機の開
発にある。 【解決手段】 コア金型(5)が内部に配設されている金
型(1)と、充填樹脂(3)を圧縮する方向にコア金型(5)を
押圧するコア圧縮プレート(6)が内部に配設されている
金型取付プレート(D)とを有するコア圧縮射出成形機(A)
であって、弾性体(9)が前記コア圧縮プレート(6)と金型
取付プレート(D)との間に配設されている事を特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、型締にバネを利用した
コア圧縮射出成形機に関する。

【０００２】

【従来の技術】サーボモータをその各工程の駆動源とし
た射出成形機は、現在多用されている。しかしながら全
ての作動機構に１つずつサーボモータを使用するとサー
ボモータの数が多過ぎ装置コストが莫大なものになるだ
けでなく、制御装置もそれだけ複雑になり、故障の原因
となる。

【０００３】又、射出成形では適切な型締力で型締を行
い、金型キャビティに樹脂を充填した後、保圧・冷却し
て成形品を取り出すのであるが、前記型締力は射出充填
時の樹脂圧に負けないような高い締め付け圧力を必要と
するため、金型破損の１つの原因となる。また、樹脂が
充填されるとボイド発生を防止するために内部のガスが
金型から容易に放散させる必要があるが、前記のような
高い圧力で型締しているとパーティング手面からのガス
抜けが困難となる。

【０００４】その他、樹脂は計量されていて充填すべき
量の樹脂が金型キャビティ内に充填されるようになって
いるが、射出成形機を取り巻く環境温度の変化を始め各
種ファクターによって原料樹脂の混練状態や充填状態に
ばらつきが発生し、過充填や充填不足というような事態
をも発生する。過充填が発生すると成形品が金型から抜
けなくなったり、特にディスク基板のような光学成形品
の場合、光学特性が悪くなるという問題があり、出来る
だけ過充填を避けたいが、前述のように射出充填並びに
保圧工程では、金型を所定の型締力で締め付けておく必
要があり、射出充填工程での樹脂の逃げ場がなく、過充
填に陥りやすいという問題もある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の解決課題は、
(a)金型キャビティへの過充填を解消することが出来
て常に適性充填が得られ、 (b)金型圧縮を行うにも拘
わらず、金型に過大な圧力を掛ける必要がなく、金型を
痛める事がなく、(c)しかもガス抜けに優れ、(d)型締と
コア圧縮とを１つのサーボモータにて実施出来るような
優れたコア圧縮射出成形機の開発にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】「請求項１」は本発明に
係るコア圧縮射出成形機(A)の基本で「コア金型(5)が内
部に配設されている金型(1)と、充填樹脂(3)を圧縮する
方向にコア金型(5)を押圧するコア圧縮プレート(6)が内
部に配設されている金型取付プレート(D)とを有するコ
ア圧縮射出成形機(A)であって、弾性体(9)が前記コア圧
縮プレート(6)と金型取付プレート(D)との間に配設され
ている」事を特徴とする。

【０００７】これによれば、コア圧縮プレート(6)を押
圧して型締すると、弾性体(9)を介して雌雄金型(1a)(1
b)同士がまず接触し、更に押圧するとコア金型(5)が押
圧されて内部の充填樹脂(3)が圧縮されることになり、
１つの駆動部(T)で型締とコア圧縮とが可能となる。

【０００８】また、この場合、雌雄金型(1a)(1b)の型締
は弾性体(9)で行われているので、充填樹脂(3)が過剰に
充填された場合には、弾性体(9)が瞬間的に撓み、然る
後、徐々に弾発力で充填樹脂(3)をスプルー(46)側に押
し戻すようになる。その結果過剰に充填された樹脂(3)
は排除されて適正な樹脂量となり、過充填状態でのコア
圧縮は回避される。

【０００９】また、型締は弾性体(9)によるので、金型
キャビティ(2)内にガスが溜まって内圧が上昇すると自
然に弾性体(9)が撓んでガス抜けがなされる。加えて、
コア圧縮であるから、コア金型(5)を収納している移動
金型(1b)には樹脂圧が殆ど働かないので、弾性体(9)に
よる小さな圧力での型締で足り、型締力によって雌雄金
型(1a)(1b)を痛めるような事がない。

【００１０】なお、コア金型(5)を設けるのは移動金型
(1b)側でもよいし、固定金型(1a)側でもよく、金型(1)
の設計によりいずれの方にコア金型(5)を設置してもよ
い。図の実施例は移動金型(1b)側に設置した例が示され
ている。

【００１１】「請求項２」は請求項１を限定したもので
「固定金型(1a)並びにコア金型(5)が内部に配設されて
いる移動金型(1b)と、固定金型(1a)取り付け用の固定ダ
イプレート(17)並びに充填樹脂(3)を圧縮する方向にコ
ア金型(5)を押圧するコア圧縮プレート(9)が内部に配設
されており、移動金型(1b)が取り付けられる移動ダイプ
レート(18)とを有するコア圧縮射出成形機(A)におい
て、弾性体(9)が前記コア圧縮プレート(9)と移動ダイプ
レート(18)との間に配設されている」事を特徴とする。

【００１２】「請求項３」は本発明のコア圧縮射出成形
機(A)を具体的に規定したもので「固定金型(1a)並びに
コア金型(5)が内部に配設されている移動金型(1b)と、
固定金型(1a)取り付け用の固定ダイプレート(17)並びに
充填樹脂(3)を圧縮する方向にコア金型(5)を押圧するコ
ア圧縮プレート(9)が内部に配設されており、移動金型
(1b)が取り付けられる移動ダイプレート(18)と、前記コ
ア圧縮プレート(9)と移動ダイプレート(18)との間に配
設されている弾性体(9)と、前記弾性体(9)を介して移動
ダイプレート(18)を往復移動させ且つコア金型(5)を直
接押圧する駆動部(T)とを有する」事を特徴とする。

【００１３】「請求項４」は弾性体(9)に関し、「弾性
体(9)が圧縮コイルバネである」事を特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の態様】以下、本発明を図示実施例に従っ
て詳述する。図１は、本発明の射出成形機(A)の全体の
概略図である。(a)は射出機構部であり、射出シリンダ
(13)を一体として有しており、前記射出シリンダ(13)の
後部上面部には成形材料を射出シリンダ(13)に供給する
ためのホッパー(16)が立設されている。前記射出シリン
ダ(13)の外周には計量のための成形樹脂を加熱溶融する
ためのヒータ(14)が巻設されている。そして、射出シリ
ンダ(13)内にはスクリュ(4)が回転且つ摺動自在に収納
されている。

【００１５】射出シリンダ(13)の後端基部には基部ハウ
ジング(10a)が取り付けられていて、その後部に配設さ
れているギアボックス(10b）との間にはスライドバー(2
1)が配設されており、スライドハウジング(22)がスライ
ドバー(21)に往復スライド可能に取り付けられている。

【００１６】前記スライドハウジング(22)の前部には従
動プーリ(23)が配設されており、前記スクリュ(4)の後
端部が取り付けられている。そしてこの従動プーリ(23)
はタイミングベルトのような伝達ベルト(24)を介してス
クリュ回転用サーボモータ(11)の駆動プーリ(25)に接続
している。

【００１７】一方、スライドハウジング(22)の後部には
圧力センサ(15)を介して駆動ナット(27)が配設されてお
り、この駆動ナット(27)にスクリュ前進・後退駆動用の
駆動スクリュ(28)が螺装されている。この駆動スクリュ
(28)の後端部は前記ギアボックス(10b)にベアリングを
介して回転自在に支持されており、且つその後端に取り
付けられた従動プーリ(29)はタイミングベルトのような
伝達ベルト(37)を介してスクリュ前進・後退駆動用のサ
ーボモータ(12)の駆動プーリ(38)に接続されている。

【００１８】そして前記サーボモータ(11)(12)にはそれ
ぞれエンコーダのような検出器(11a)(12a)が併設されて
おり、制御装置(8)との間で情報のやり取りを行い、サ
ーボモータ(11)(12)の出力制御を行っている。

【００１９】(b)は本装置(A)の金型機構部である。金型
(1)は固定・移動金型(1a)(1b)で構成されており、一方
の金型取付プレート(D)である固定ダイプレート(17)に
固定金型(1a)が装着され、他方の金型取付プレート(D)
である移動ダイプレート(18)に移動金型(1b)が装着され
ており、移動金型(1b)内にはコア金型(5)がスライド可
能に配設されている。

【００２０】固定金型(1a)のパーティング面には金型キ
ャビティ(2)が形成されており、前記金型キャビティ(2)
に対向して前記コア金型(5)が移動金型(1b)内にスライ
ド自在に配設されており、金型キャビティ(2)内に充填
された計量樹脂(3)を金型圧縮するようになっている。

【００２１】また、固定金型(1a)の金型キャビティ(2)
の奥面にはスタンパ(2a)と呼ばれる円板状の金属プレー
トが嵌め込まれており、その表面には例えばＣＤやＤＶ
Ｄ用の情報ビットが微細な凹凸の連続体として形成され
ている。この微細凹凸刻設面は超鏡面加工のような極め
て高い平滑度（例えば、max０.０１μｍ、）平面度＝
０.１μｍが要求され、平行度は例えば０.００５ｍｍ以
下、など極めて高い精度が要求される。

【００２２】コア金型(5)の中心には製品エジェクト用
の中空エジェクトピン(30a)及び前記中空エジェクトピ
ン(30a)に挿通されたゲートカットピン(30)がスライド
自在に配設されている。

【００２３】移動ダイプレート(18)はタイバー(19)にス
ライド往復自在に取り付けられており、タイバー(19)の
一端はテイルストック(20)に、他端は固定ダイプレート
(17)に装着されている。移動ダイプレート(18)の背面に
は移動ダイプレート(18)と共に一方の金型取付プレート
(D)の一部を構成するコア圧縮プレート(6)が配設されて
いる。

【００２４】前記コア圧縮プレート(6)は移動ダイプレ
ート(18)に形成されたコア収納凹所(18a)にスライド可
能に収納されている。そしてそのセンタには、スライド
通孔(6a)が穿設されており、鍔付きスリーブ(51)と、前
記鍔に当接しているリング(52)とがスライド通孔(6a)内
に配設されている。

【００２５】前記リング(52)の内径は、中空エジェクト
ピン(30a)の外形より若干小さく、リング(52)の前面の
内周縁に中空エジェクトピン(30a)の後端面の外周縁が
当接・離間するようになっている。

【００２６】また、移動ダイプレート(18)とコア圧縮プ
レート(6)との間に形成された弾性体収納凹所(9a)内に
は弾性体(9)が配設されている。前記弾性体(9)はコア圧
縮プレート(6)の周囲に少なくとも２或いは３カ所配設
されており、コア圧縮プレート(6)が傾くことなく移動
ダイプレート(18)に近接・離間するようになっている。

【００２７】また、移動ダイプレート(18)とコア圧縮プ
レート(6)との間には、コア圧縮プレート(6)の離間距離
を調節するストッパ(39)が設けられている。前記ストッ
パ(39)は、前記離間距離調整用のカラー(39a)とこれを
固定するためのボルト(39b)とで構成されており、長さ
の異なるカラー(39a)を交換することで前記離間距離を
自由に変更出来る。

【００２８】即ち、カラー(39a)はコア圧縮プレート(6)
に穿設された凹部(6b)にその一部が収納されてボルト固
定され、他端は移動ダイプレート(18)に穿設された通孔
(18b)に挿通されている。前記ボルト(39b)には鍔(39c)
が形成されており、前記通孔(18b)の孔縁に当接・離間
するようになっている。前記ストッパ(39)も弾性体(9)
と同様コア圧縮プレート(6)の周囲に少なくとも２或い
は３カ所配設されている。

【００２９】コア圧縮プレート(6)の背部には圧力セン
サ(54)が配設されており、コア圧縮プレート(6)を介し
て圧力センサ(54)が移動ダイプレート(18)に取着されて
いる。そして圧力センサ(54)の背部には更にハウジング
(50)が設置されており、このハウジング(50)が移動ダイ
プレート(18)と共にタイバー(19)にスライド自在に取り
付けられている。

【００３０】次に弾性体(9)を介して移動ダイプレート
(18)を往復移動させ且つコア金型(5)を直接押圧する駆
動部(T)となる金型開閉トグル式型締機構に付いて簡単
に説明する。駆動部(T)は金型開閉トグル式型締機構に
限られるものでなく、直圧式シリンダその他前記作用を
完遂出来るようなものであれば、どのようなものでもよ
い。ここでは金型開閉トグル式型締機構を駆動部(T)の
代表例として説明する。テイルストック(20)には金型制
御サーボモータ(31)が取り付けられており、その回転駆
動軸に取り付けられた駆動プーリ(32)と、テイルストッ
ク(20)にベアリングを介して回転自在に配設された従動
プーリ(34)とを伝達ベルト(33)にて接続している。前記
金型制御サーボモータ(31)にはパルス発生装置(31a)が
装着されている。

【００３１】従動プーリ(34)には雄ネジ棒(44)が進退自
在に螺装されており、前記雄ネジ棒(44)の突出端が金型
開閉クロスヘッド(35)に取り付けられている。金型開閉
トグルは長短各アーム(36)をリンク機構に接続したもの
で、その一端はテイルストック(20)に回動自在に接続さ
れ、他端はハウジング(50)に回動自在に接続され、更に
もう一つの端部は金型開閉クロスヘッド(35)に取り付け
られている。このリンク機構は公知の技術であるからこ
れ以上の詳細は省く。

【００３２】次にハウジング(50)に設けられたゲートカ
ット／エジェクト機構部(C)に付いて説明する。ハウジ
ング(50)にはゲートカット／エジェクト用のサーボモー
タ(40)が取着されており、その回転駆動軸に装着された
駆動プーリ(41)と、ハウジング(50)にベアリングを介し
て回動自在に保持された従動プーリ(43)とが伝達ベルト
(42)にて接続されている。ハウジング(50)内には回転ハ
ウジング(53)がベアリングを介して回転可能に収納され
ており、その前部取付穴部(53a)にはエジェクトナット
部(49)が挿入・固定されており、エジェクトナット部(4
9)に中空ネジ部(48)の後部ネジ部(48a)が螺入されてい
る。そして、中空ネジ部(48)の前端はゲートカットピン
(30)に接離可能に接続されている。

【００３３】また、前記回転ハウジング(53)のその後部
には作動ナット(55)が固着されている。そして、前記作
動ナット(55)には作動棹(47)の後部に螺設されたネジ部
(47a)が進退自在に螺装されている。前記サーボモータ
(40)にはパルス発生装置(40a)が配設されている。前記
中空ネジ部(48)の後部ネジ部(48a)と作動棹(47)の後部
に螺設されたネジ部(47a)とは、互いに逆ネジにて構成
されており、一方が前進すると他方が後退するようにな
っている。

【００３４】前記中空ネジ部(48)にはゲートカット用の
作動棹(47)のストレート部分(47b)が回転且つスライド
自在に挿通されている。そして前記回転ハウジング(53)
の内部に装着されたエジェクトナット部(49)に前記中空
ネジ部(48)の後部ネジ部(48a)が螺装されている。そし
て、前記中空ネジ部(48)の前半部である金型(1)側のス
トレート部(48b)は、コア圧縮プレート(6)にスライド自
在に挿通されている鍔付きスリーブ(51)にスライド自在
に挿通され、その先端は中空エジェクトピン(30a)の後
端に接離可能に当接している。

【００３５】次に本装置(A)の作用に付いて説明する。
金型(1)側では、図２に示す型開状態から型締機構(T)を
作動させ、図３のようにまず型締めが行われる。即ち、
金型制御サーボモータ(31)を作動させ、駆動プーリ(32)
及び伝達ベルト(33)を介してその回転力を従動プーリ(3
4)に伝達し、従動プーリ(34)を回転させると雄ネジ棒(4
4)が図中右方向に進み、クロスヘッド(35)を推し進めて
金型開閉トグル(T)を伸長させる。

【００３６】この時この伸長に合わせてハウジング(5
0)、圧力センサ(54)、移動ダイプレート(18)及びこれに
装着されている移動金型(1a)が固定金型(1b)側に移動
し、固定金型(1b)に移動金型(1a)が押圧され型閉が行わ
れる。ここで重要なのはコア圧縮成形であるから、移動
金型(1b)には射出圧力が掛からないので、強く型締する
必要がない。それ故、弾性体(9)が軽く撓む程度に型閉
する。換言すれば、型締機構(T)は伸び切った状態でな
く、若干余裕のある状態で停止している。

【００３７】図から分かるように型締機構(T)の一端が
接続されているハウジング(50)は、金型側圧力センサ(5
4)を介してコア圧縮プレート(6)を押圧しており、コア
圧縮プレート(6)は前記弾性体(5)を介して移動金型(1b)
を押圧する事になる。一方、コア金型(5)は、鍔付きス
リーブ(51)、リング(52)を介してコア圧縮プレート(6)
にて直接押圧される事になる。

【００３８】図３の型閉が終了すると図４に移り、射出
サーボモータ(12)を作動させてスクリュ(4)を金型(1)側
に移動させ、射出シリンダ(13)の先端の計量混練溶融樹
脂(3)を、金型キャビティ(2)内に射出する。その射出速
度は制御装置(8)により最適にコントロールされる。射
出充填と共にコア金型(5)には樹脂圧が加わるが、移動
金型(1b)には前記樹脂圧が加わらないので、弾性体(9)
の小さい力で型閉しただけの状態であってもパーティン
グ面でのバリ発生がない。また、弱い型閉力による型閉
であるから、金型(1)の損傷も防ぐことが出来る。

【００３９】計量された溶融樹脂(3)が金型キャビティ
(2)内に射出・充填されると、これに続いて図５のよう
にゲートカットが行われる。即ち、前述の樹脂充填後、
金型(1)の型閉が行われている状態でサーボモータ(40)
を作動させると駆動プーリ(41)が回転し、タイミングベ
ルト(42)を介して従動プーリ(43)が回転する。この従動
プーリ(43)は回転ハウジング(53)、ゲートカット駆動ナ
ット部(55)を介して作動棹(47)に螺合しているので、従
動プーリ(43)の回転によって作動棹(47)が前進し、これ
に接続しているゲートカットピン(30)をゲート(1c)に向
かって突き出しゲートカットする。

【００４０】一方、回転ハウジング(53)に固定されてい
るエジェクトナット部(49)は、中空ネジ部(48)に螺合し
ているため、前記従動プーリ(43)が回転すると、エジェ
クトナット部(49)も回転するため中空ネジ部(48)も移動
するが、エジェクト用の作動棹(47)と中空ネジ部(48)と
は逆ネジに形成されているので、作動棹(47)が作動して
ゲートカットピン(30)を押し出すと、中空ネジ部(48)が
後退する事になる。ただし、中空エジェクトピン(30a)
の後端はリング(52)の前端に係止しているので後退せ
ず、中空エジェクトピン(30a)と中空ネジ部(48)との間
には間隙が生じる。このようにしてゲートカットが完了
すると、金型キャビティ(2)は完全に外界からシャット
アウトされる。

【００４１】前述のようにゲートカットが終わるとこの
状態でコア型締めに移る。即ち、余裕を持って型閉して
いた型締機構(T)のアームを伸長させ、改めてハウジン
グ(50)を前進させる。（図６参照）これにより、圧力セ
ンサ(54)を介してコア圧縮プレート(6)が更に前進し、
弾性体(9)を更に撓ませて金型(1)の締付力を増加させ、
これと同時にコア金型(5)と共に中空エジェクトピン(30
a)も前進し、コア型締を行う。

【００４２】この時ゲートカットピン(30)はゲートカッ
ト状態であるので、前進移動出来ないので、ゲートカッ
トピン(30)の外周を中空エジェクトピン(30a)はスライ
ドして前進することになる。そして、ゲートカットピン
(30)の後端に当接している作動棹(47)も移動しないの
で、ハウジング(50)の前進に伴って作動棹(47)のネジ部
(47a)に螺合している駆動ナット部(55)が逆回転してそ
の移動差を解消する事になる。その結果極めて強い圧力
で充填樹脂(3)をコア圧縮し、スタンパ(2a)に形成され
た微細凹凸を硬化しつつある充填樹脂(3)に転写する。

【００４３】充填樹脂(3)の硬化が終了すると、サーボ
モータ(31)を逆作動させてトグル機構(T)を緩めて移動
金型(1b)を固定金型(1a)側から離間させる。この時成形
品(26)は移動金型(1b)に接着したまま移動金型(1b)と共
に移動する。（図７参照）

【００４４】最後に型開きが終わった処でまず、ゲート
カットピン(30)の先端に付着しているゲート部分(26a)
を突き出して落下させる。（図８参照）然る後、サーボ
モータ(40)を逆転させ、中空ネジ部(48)が前進し、続い
て中空ネジ部(48)の前端が中空エジェクトピン(30a)に
突き当たってこれに突き出し、成形品(26)をエジェクト
する。この時、逆ネジの関係から作動棹(47)は後退す
る。以上のようにして一連の射出工程は終了する。

【００４５】

【発明の効果】本発明にあっては、以上のような構成で
あるので、(a)金型キャビティへの過充填を解消するこ
とが出来て常に適性充填が得られ、(b)金型圧縮を行う
にも拘わらず、金型に過大な圧力を掛ける必要がなく、
金型を痛める事がなく、(c)しかもガス抜けの優れ、(d)
型締とコア圧縮とを１つのサーボモータにて実施出来
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる射出成形機の主要部分の概略構
造を示す断面図

【図２】図１の金型機構部の図面で、型開時の拡大断面
図

【図３】図１の金型機構部の図面で、型閉時の拡大断面
図

【図４】図１の金型機構部の図面で、樹脂充填時の拡大
断面図

【図５】図１の金型機構部の図面で、ゲートカット時の
拡大断面図

【図６】図１の金型機構部の図面で、コア圧縮時の拡大
断面図

【図７】図１の金型機構部の図面で、型開時の拡大断面
図

【図８】図１の金型機構部の図面で、ゲート突き出し時
の拡大断面図

【図９】図１の金型機構部の図面で、製品エジェクト時
の拡大断面図

【符号の説明】

(A)…射出成形機 (a)…射出機構部 (b)…金型機構部 (1)…金型 (2)…金型キャビティ (3)…樹脂 (4)…スクリュ (5)…コア金型 (6)…コア圧縮プレート (8)…制御装置 (11)(12)(31)(40)…サーボモータ (30)…ゲートカットピン (54)…圧力センサ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コア金型が内部に配設されている金型
   と、充填樹脂を圧縮する方向にコア金型を押圧するコア
   圧縮プレートが内部に配設されている金型取付プレート
   とを有するコア圧縮射出成形機において、 弾性体が前記コア圧縮プレートと金型取付プレートとの
   間に配設されている事を特徴とするコア圧縮射出成形
   機。
2. 【請求項２】 固定金型並びにコア金型が内部に配設さ
   れている移動金型と、固定金型取り付け用の固定ダイプ
   レート並びに充填樹脂を圧縮する方向にコア金型を押圧
   するコア圧縮プレートが内部に配設されており、移動金
   型が取り付けられる移動ダイプレートとを有するコア圧
   縮射出成形機において、弾性体が前記コア圧縮プレート
   と移動ダイプレートとの間に配設されている事を特徴と
   するコア圧縮射出成形機。
3. 【請求項３】 固定金型並びにコア金型が内部に配設さ
   れている移動金型と、固定金型取り付け用の固定ダイプ
   レート並びに充填樹脂を圧縮する方向にコア金型を押圧
   するコア圧縮プレートが内部に配設されており、移動金
   型が取り付けられる移動ダイプレートと、前記コア圧縮
   プレートと移動ダイプレートとの間に配設されている弾
   性体と、前記弾性体を介して移動ダイプレートを往復移
   動させ且つコア金型を直接押圧する駆動部とを有する事
   を特徴とするコア圧縮射出成形機。
4. 【請求項４】 弾性体が圧縮コイルバネである事を特徴
   とする請求項１に記載のコア圧縮射出成形機。