JP3588013B2 - 射出成形方法 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は射出成形方法に関し、特にはブースタラム式型締装置をサーボバルブによって制御する射出成形方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えばCDやDVD等の光ディスク成形品の成形において従来からブースタラム式型締装置を用いて射出成形することが行われている。ブースタラム式型締装置は、添付図面の図4に全体符号20で示したように、型締ラム21の内側に小径のブースタラム25を配置して、可動盤12(可動型14)の型閉に際して該ブースタラム25の作動により早送りを可能にしたものである。
図4において、符号11は固定盤、13は固定型、17は射出装置、22は型締シリンダ、26は型締ラム21に形成されたブースタシリンダである。なお、型締装置20及び射出装置17の構成は従来公知のものと同様であるので細部の説明を省略する。
【0003】
従来のこの種ブースタラム式型締装置20は、図4の制御回路図及び図5の作動説明図に図示したように、型閉に際しては、前記ブースタラム25の作動回路32に圧油を送入して該ブースタラム25によって可動盤12とともに可動型14を固定盤11の固定型13に対する型閉位置Sまで早送りによって前進する。可動型14が型閉位置Sまで前進すると、型締装置20の油圧回路31の管路が切換弁30によって切り換えられ、サーボバルブ40による型締ラム21全体の型締制御が行われる。
【0004】
サーボバルブ40による型締ラム21の制御はタイマーによって順次行われる。まず、図5の作動説明図の型締ラムの型締圧力の欄に示したように、型閉位置Sから一定時間t1が計測されこの間低圧p1を保持する。次いで、t1の時間満了後に一定時間t2の間昇圧p2し、t2の時間満了後一定時間t3の間高圧p3を保持する。
図4において破線はその制御回路を表し、符号41は設定器、42は圧力検出器、43は制御装置、44はサーボアンプ、45はタイマーである。
【0005】
射出成形機との関係は次の通りである。型締装置20の油圧回路31がサーボバルブ40による圧力制御に切り換られた後、遅延タイマーによって所定時間t4が経過した後に、射出装置17による溶融樹脂の射出充填が行われる。このとき可動型14の型締力はt1の時間内の低圧p1に制御されていて、射出装置17の射出圧力によって可動型14はわずかに後退して型開きmする。溶融樹脂材料の充填が完了したタイミングでt1の低圧p1による型締めが完了し、次の一定時間t2の昇圧p2となり、t2の時間満了後に圧力p3を保持する高圧制御となる。
【0006】
上のように、従来の型締制御では、型閉位置Sまで一旦可動型14を前進し、射出装置17による溶融樹脂の射出充填時の圧力によって可動型14をわずかに後退させ(開き)、これによって充填時のガス逃げや材料充填を可能にしているのである。しかしながら、射出装置17による射出圧力によって型が開く場合には、樹脂圧が高くなり圧力損失が大きくなる。しかもこのときの型開き量mは制御することができず、またその後に高圧を保持するので、成形品に残留応力が生じやすい。このため、薄板状の成形品にあっては微妙なそりを招くおそれがあり、特に、板面の内外周に高い平滑精度が要求される光ディスク成形品にあっては、複屈折率の向上が図れないという問題があった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、このような点に鑑みなされたもので、成形時の圧力損失を少なくして成形品の残留応力を減じ、成形品の反りや歪みの問題を解消し、特に光ディスク成形品にあっては複屈折率の向上を図り高精度の成形を可能とする新規な射出成形方法を提案しようとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
すなわち、この発明は、ブースタラム式型締装置の型締めラム及びブースタラムをサーボバルブにより制御する光ディスク成形用の射出成形機において、可動型の型閉完了位置(D)より所定距離後退した射出開始位置である型閉位置を設定停止位置(A)、前記設定停止位置よりの所定距離手前の型位置をゲイン切換位置(B)として定め、かつ再型閉時における可動型の型閉力を設定型閉圧力(P)、再型閉開始から前記設定型閉圧力に至る任意の型閉力を制御切換圧力(Pa)として定め、型閉めに際して、前記型締装置のブースタラムにより前記可動型が前記ゲイン切換位置(B)まで移動したときに前記型締装置が全型締力を発生するように管路を切り換えてサーボバルブを制御するとともに、前記可動型が前記設定停止位置(A)に達したときには前記サーボバルブによって該可動型を当該設定停止位置に保持する位置制御を行い、前記可動型が前記設定停止位置(A)に保持されている状態で射出装置から溶融樹脂を射出充填し、前記射出充填開始から前記射出装置のスクリュが所定距離前進したかまたは所定時間経過後に、可動型の再型閉を開始し、前記型閉完了位置(D)を移動目標値とする位置制御を行い、前記再型閉時における型閉圧力の上昇過程で型閉圧力の上昇を検知して前記可動型の型閉圧力が前記制御切換圧力(Pa)に達したときには位置制御から圧力制御へ切り換えて前記サーボバルブによって該可動型を前記設定型閉圧力(P)に保持する圧力制御を行うようにしたことを特徴とする射出成形方法に係る。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下添付の図面に従ってこの発明を詳細に説明すると、図1はこの発明の一実施例を示す型締装置の制御回路図、図2はその作動説明図、図3はこの発明によって成形したディスク成形品と従来方法によって成形したディスク成形品の複屈折率を対比したグラフである。
【0010】
この発明は、前記したブースタラム式型締装置20をサーボバルブ40により制御する射出成形機における射出成形方法に関する。図1において、図4と同一符号は同一の構成要素を表し、符号50は可動型14の型位置を検出する位置検出器である。なお、図4と同様、型締装置20の細部及び射出装置は従来公知のものと同様構成であるので説明を省略する。
【0011】
この発明方法にあっては、あらかじめ、可動型の型閉完了位置(D)より所定距離後退した射出開始位置である型閉位置を設定停止位置Aとして、また前記設定停止位置Aより所定距離手前の型位置をゲイン切換位置Bとして定める。さらに、再型閉時における可動型の型閉力を設定型閉圧力Pとして、また再型閉開始から前記設定型閉圧力に至る任意の型閉力を制御切換圧力Paとして定める。設定停止位置Aは、射出開始時点における可動型14の型位置であって、前記した従来方法における型閉位置Sから射出装置17による射出充填圧力によって可動型14がわずかに後退して型開きmした位置に相当するものであって、経験的に定められる。ゲイン切換位置Bは、後述するように出力ゲインの切換位置であって、サーボバルブ40が型締装置の全型締力によって可動型14を位置制御ならびに圧力制御するために圧油の管路を切り換える位置である。また、設定型閉圧力Pは、溶融樹脂の射出充填後におけるいわゆる高圧型締のための圧力である。制御切換圧力Paは、再型閉開始から前記設定型閉圧力Pに至る任意の型閉力とすることができる。
【0012】
この発明では、ブースタラム式型締装置20をサーボバルブ40により、射出開始時点では可動型14に対して前記設定停止位置Aに位置制御し、かつ再型閉時点では可動型14に対して前記設定型閉圧力Pに圧力制御するものである。
このために、型閉に際して、ブースタラム25により前記可動型14が前記設定停止位置Aの所定距離手前のゲイン切換位置Bまで移動したときに、全型締力を発生するように油圧回路31の管路を切り換えて前記サーボバルブ40を制御する。すなわち、ブースタラム25と型締ラム21とはそのシリンダ面積が異なり、サーボバルブ40の出力が同じであると制御結果が異なってくるので、出力ゲインを切換弁30によって切り換えて適正かつ最適な制御を行うためである。
【0013】
型閉に際しては、前記したと同様に、ブースタラム25の作動回路32に圧油を送入して該ブースタラム25によって可動盤12に取り付られた可動型14を固定盤11の固定型13に対して早送りによって前進する。そして、可動型14の型位置がゲイン切換位置Bに達したときには、図2の最上欄に示したように、油圧回路31の切換弁30がONとなるとともに出力ゲインの切換がなされる。このゲイン切換位置Bの位置検出は図1に図示の位置検出器50によって行われる。
【0014】
次いで、可動型14があらかじめ定められた設定停止位置Aに達したときには、位置検出器50からの信号に基づきサーボバルブ40によって該可動型14を所定の停止位置Aに保持する位置決め制御が行われる。この設定停止位置Aは、可動型の型閉完了位置(D)より所定距離後退した、溶融樹脂材料の射出充填のための、わずかに後退して型開きした射出開始位置であるから、この位置のバラツキは成形品に影響を及ぼすおそれがある。従って、この位置のバラツキを0.01mm以下に行うことができるように、高精度の位置検出器(分解能0.01mm以下)によって行うことが望ましい。実施例では、型閉開始から設定停止位置Aに至る全工程で型位置をフィードバックして位置決め制御を行っている。また、微妙な型開閉動作が可能となるようにサーボバルブ40は4方弁型を用いている。
【0015】
図2の作動説明図のように、可動型14が設定停止位置Aに達してから所定時間t経過後に、可動型14が設定停止位置Aに保持されている状態で、射出装置17から溶融樹脂が射出充填される。射出開始を可動型14が設定停止位置Aに達してから所定時間t経過後に行うのは、可動型14の型位置保持の安定性を確保するためである。なお、可動型14の型位置が設定停止位置Aプラスマイナスαの許容範囲を外れたときは警報を発する。
【0016】
溶融樹脂の射出充填の際には、可動型14は設定停止位置Aで停止後、次の再型閉めの信号が出るまでの間、当該設定停止位置Aを保持するように、位置検出器50とサーボバルブ40によってフィードバック制御がなされる。特に、射出開始時には、図2の説明図に図示したように、高い射出圧力が加わり可動型14の型位置を変動(後退)させようとする力が働くが、設定停止位置Aからずれないように位置制御がなされる。このような場合には、同図の型締ラムの型締圧力の欄に示すように、設定停止位置Aを保持するために型締圧力が瞬間的に高くなる。ちなみに、この位置制御に際しては、圧油の管路の切り換えにより型締ラム21に全型締力がかかっているので、射出圧力に対して効果的に位置制御を行うことができる。
【0017】
溶融樹脂の射出充填の完了、すなわち、前記射出充填開始から射出装置17のスクリュが所定距離前進したかまたは所定時間経過後に、可動型14の再型閉がなされる。再型閉の信号は、射出装置17におけるスクリュの前進位置の検出又はタイマーによる射出充填開始から所定時間の経過によって行われる。実施例では、図2の説明図のように、射出充填タイマーの時間taの経過によって再型閉が開始される。
【0018】
再型閉は、型閉完了位置Dかまたは再型閉開始位置から型閉完了位置Dまでの別途設定した所定の型位置(図示せず)を移動目標値とする位置制御によって行われる。実施例では、型閉完了位置Dを目標値とする位置制御がなされる。ちなみに、実施例の可動型14に関する位置制御は、初めは設定停止位置Aを目標とし、設定停止位置Aに達した後は新たに型閉完了位置Dを目標として行われることになる。
【0019】
この再型閉の段階で可動型14の型閉圧力が上昇する。そして、この発明では、その上昇過程で型閉圧力の上昇を検知して、再型閉開始から設定型閉圧力Pに至る任意の型閉力として定められた制御切換圧力Paに達したときに、位置制御から圧力制御に切り換えて、前記サーボバルブ40によって該可動型14を設定型閉圧力Pに制御する圧力制御が行われる。図2の説明図に図示したように、所定の制御切換圧力Paに達した時にサーボバルブ40は圧力制御に切り換えられ、その後設定型閉圧力Pを保持する制御が行われる。
サーボバルブ40によって型締ラム21の設定型閉圧力Pの保持制御がなされた後、型冷却がなされ、成形が完了して、成形品の取り出しがなされる。
【0020】
【発明の効果】
この発明の射出成形方法によれば、射出開始時点において金型の位置をあらかじめ開いた設定停止位置Aとしこの位置を変動させることなく位置制御して溶融樹脂を射出するので、充填される溶融樹脂のガス逃げがよく、またゲート及びキャビティの流路が広くなり、低い樹脂圧にて射出でき成形時の圧力損失を少なくすることができ、同時に、充填途中の圧力も低くなるので、成形品の残留応力を減ずることができる。さらに、射出充填時においては設定停止位置Aを保持する位置制御がなされるので、型位置の変動がなく、また充填後の再型閉時には設定型閉圧力Pによって圧力制御するようにしたので、成形品における反りや歪みを大幅に改善することができ、光ディスク成形品のように薄板状成形品にあっては高精度な成形が可能となる。
【0021】
図3のグラフは、光ディスク成形品(CD)における複屈折率を本発明と従来品とを対比して示した図であるが、図の実線で表したように、本発明では内周側から外周側にかけて平均して歪みが少ない成形品が得られる。図の破線で示したものが従来方法による成形品であるが、ディスク成形品の内周側と外周側の複屈折率が大きく改善されていることがわかる。なお、図において、実線及び破線とも3つの線で表されているが、いずれも、実験による最高値と平均値及び最低値を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示すブースタラム式型締装置の制御回路図である。
【図2】図1の型締装置の作動説明図である。
【図3】この発明によって成形したディスク成形品と従来方法によって成形したディスク成形品の複屈折率を対比したグラフである。
【図4】従来のブースタラム式型締装置の制御回路図である。
【図5】図4の従来の型締め装置の作動説明図である。
【符号の説明】
11 固定盤
12 可動盤
14 可動型
17 射出装置
20 ブースタラム式型締装置
21 型締ラム
25 ブースタラム
30 切換弁
40 サーボバルブ
41 設定器
42 圧力検出器
43 制御装置
44 サーボアンプ
45 タイマー
50 位置検出器

Claims (1)

  1. ブースタラム式型締装置の型締めラム及びブースタラムをサーボバルブにより制御する光ディスク成形用の射出成形機において、
    可動型の型閉完了位置(D)より所定距離後退した射出開始位置である型閉位置を設定停止位置(A)、前記設定停止位置よりの所定距離手前の型位置をゲイン切換位置(B)として定め、かつ再型閉時における可動型の型閉力を設定型閉圧力(P)、再型閉開始から前記設定型閉圧力に至る任意の型閉力を制御切換圧力(Pa)として定め、
    型閉めに際して、前記型締装置のブースタラムにより前記可動型が前記ゲイン切換位置(B)まで移動したときに前記型締装置が全型締力を発生するように管路を切り換えてサーボバルブを制御するとともに、
    前記可動型が前記設定停止位置(A)に達したときには前記サーボバルブによって該可動型を当該設定停止位置に保持する位置制御を行い、
    前記可動型が前記設定停止位置(A)に保持されている状態で射出装置から溶融樹脂を射出充填し、
    前記射出充填開始から前記射出装置のスクリュが所定距離前進したかまたは所定時間経過後に、可動型の再型閉を開始し、前記型閉完了位置(D)を移動目標値とする位置制御を行い、
    前記再型閉時における型閉圧力の上昇過程で型閉圧力の上昇を検知して前記可動型の型閉圧力が前記制御切換圧力(Pa)に達したときには位置制御から圧力制御へ切り換えて前記サーボバルブによって該可動型を前記設定型閉圧力(P)に保持する圧力制御を行うようにした
    ことを特徴とする射出成形方法。
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