JPH0313052B2

JPH0313052B2 -

Info

Publication number: JPH0313052B2
Application number: JP57051716A
Authority: JP
Inventors: Shunsuke Matsuda; Katsuaki Mitani; Kesaji Nishizawa; Hironori Yoda
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1982-03-29
Filing date: 1982-03-29
Publication date: 1991-02-21
Also published as: JPS58167137A

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、金型構造によつて厳密に
固定されたキヤビテイ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
ばれる操作によつて射出シリンダよりスプルやラ
ンナ部の樹脂を介して圧力を付加し、キヤビテイ
ー部の樹脂が逆流しないようにし、ゲート固化後
はキヤビテイー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、固体の密度より小さい
のが通常であつて、溶融した樹脂が固化していく
につれて体積が小さくなつていき、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、樹脂密度が溶融状態で1.17、固体状態
で1.20であるとして、溶融状態の体積がキヤビテ
イーの体積（78.54c.c.）と等しい状態から固化し
常温になると、76.57c.c.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、出来上つた製品の厚さは9.75mmとなり、0.25
mm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
イングラインでわずかに開くまでオーバパツクし
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50−39351号）や、オーバパ
ツクしやすいようなキヤビテイーを用いる
Rolinx法（“New concept in injection
molding、Rolinx process extended
application of plastics”Plastics、30、330、
Apr.（1965））が提案されている。また金型内に
キヤビテイ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、エジエクタ用
シリンダを用いるかして、意識的にキヤビテイー
を大きくして射出し、充填完了後油圧シリンダを
前進させてキヤビテイーを小さくし、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.Holt：“New
techniques in shrinkage control”SPE J.p519、
Jun.（1964））。

勿論、最も初歩的な方法は、この収縮を見込ん
でキヤビテイーを大きく設計することであるが、
肉厚製品、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り、トライアン
ドエラーの繰り返しをおこなうことが必要であ
る。

前記のオーバパツクの方法も高射出圧を要する
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。マイクロモルダー法の場
合には、シリンダラムの前進は収縮にともなつて
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、型締力を用いて圧縮操作を
行ないうる射出圧縮成形法がENGEL社
（LUDWIG ENGEL KG MACHINEN
FABRIK、Ａ−4311 SCHWERTBERG
AUSTRIA）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をとり、縦軸に樹脂の比容Ｖを
とり、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）のもとでの樹脂のＶ，Ｔの
関係を示したのが第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
のキヤビテイ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つてみよう。射出一次圧終
了点を（Ｖ→Ｐ）Ａで示すと、射出によつて樹脂
温度が下がりながら樹脂圧力が増大する過程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過程Ｂ−Ｃをたどる。こ
こで逆流に配慮しつつトグルを伸ばし切つて圧縮
操作を行なうと、樹脂温度がほとんど冷えない間
に樹脂圧力が増大し、過程Ｃ−Ｄとなる。この時
トグルが伸び切つているとすると、その後は樹脂
温度が下がり、圧力が減少するという過程Ｄ−Ｅ
である。このとき収容が低下するので、樹脂は動
かされることになり、流動性が悪くなつた状態で
樹脂に圧力を付加するため歪を生じる。この後取
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Ｅ−Ｆ
となり、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ＥとＧ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つて
圧力を調節するが、その圧力は金型温度、タイバ
ー温度、位置の設定によつ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曲線上で言えばト
グルを伸ばし切つた状態での終点がＤであるのか
D′であるのか不明であり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Ａ〜Ｇの工程を追つていけば一定の
成形収縮率を有する成形が可能なことを示してい
る。この場合キヤビテイーと樹脂の体積の違いは
ＤとＧの比容の違いになる。キヤビテイーの体積
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) いかにしてキヤビテイーの体積を大きくする
か、またその制御をどうするか、 (2) 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、の問題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、最初の
型締め時にデイライトを規制することにより金型
に圧縮しろを微調整可能に設定する圧縮しろ設定
微調手段を固定側ダイプレートと可動側ダイプレ
ートの間に設置し、前記圧縮しろ設定微調手段に
よる前記デイライトの規制を解除する手段を設
け、金型内のキヤビテイに溶融樹脂を充填させた
後の高圧型締めによる金型の圧縮成形を可能にし
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
工程のダイプレート間距離（デイライト）、型締
めシリンダ固定盤またはこれに固定されたタイバ
ー支持盤と可動側ダイプレートとの距離、タイバ
ー長の相関関係を示し、これを用いて本発明の概
念を説明する。

第３図ａは低圧型締め時における各プレート間
の距離を示しており、タイバー長はｌであり、固
定側ダイプレート１と可動側ダイプレート２の距
離l′は金型厚さに対応する。可動側ダイプレート
２とタイバー支持盤３の距離l″はシリンダラムの
移動によつて可変できるようになつている。

この状態から型締めシリンダラムを高圧の油圧
で駆動前進させた高圧型締めの状態が第３図ｂに
示されている。このとき、低圧型締めで金型が充
分に結合されうる時、l′は高圧型締めでもほとん
ど変化しないが、タイバー長はΔだけ伸びて（ｌ
＋Δ）となり、その伸びた分はほぼl″の距離の変
化に対応し、（l″＋Δ）となる。

本発明における射出圧縮成形装置では、第３図
ｃのように、金型はパーテイングラインＰ，Ｌま
たは他の型板間でわずかに開き、高圧型締めが行
なわれている中で金型厚さは所定の圧縮しろδを
加えて（l′＋δ）となるような機構が組みこまれ
ており、タイバー長はその場合（ｌ＋Δ）である
から、可動側ダイプレート２とタイバー支持盤３
の距離は（l″＋Δ−δ）となる。

射出後の圧縮工程では金型厚さを（l′＋δ）に
保持していた力が解除されるので金型厚さはl′と
なり、圧縮しろδの分だけ圧縮が行なわれること
になる。

射出時の型締め力F₁と圧縮時の型締め力F₂と
は F₁≦F₂ のように設定される。F₁＜F₂のときには、低圧型締め時→射出時→圧縮時（終了時）ｌ→ｌ＋Δ″→ｌ＋Δ l′→l′＋δ→l′ l″→l″＋Δ″→δ→l″＋Δ のように工程ごとに変化していく。

射出時F₁が樹脂圧より小さくなると金型は所
定の圧縮しろδ以上の開きとなる。このため、射
出時の型締め力F₁や金型を開く量すなわち圧縮
しろ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られねばならない。このた
め容易に圧縮しろ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手段が極めて大切
である。

本発明は、射出充填時に高圧型締め下で金型厚
さを（l′＋δ）に保つようにした手段に関するも
ので、射出後圧縮操作を高圧型締めにより実行で
き、かつ製品を取出すための型開きや次のサイク
ルのための型閉は自由にでき、さらに圧縮しろを
ミクロン（μｍ）単位で設定できる手段を設けた
ことを特徴とする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。第４図は固定側ダイプレートと可動側ダイプ
レートの間に圧縮しろ設定微調手段を設け、所定
必要量の圧縮しろを得ている例を示し、第４図ａ
はその断面側面図、第４図ｂは第４図ａのＸ−Ｘ
矢視図である。ここで、固定側ダイプレート１と
タイバー支持盤３のそれぞれの四隅の間にタイバ
ー１６がかけわたされてそれぞれに固定され、可
動側ダイプレート２にタイバー支持盤３に取付け
られた主シリンダ８のシリンダラムに直結されて
タイバー１６に沿つて移動可能である。第４図ａ
において、精度良く任意の長さを設定可能な圧縮
しろ設定微調手段４の圧縮しろ調整部５で必要量
の圧縮しろδとなるように調整し、デイライト間
（固定側ダイプレート１と可動側ダイプレート２
の間）の固定側ダイプレート１の任意の所定場所
に設けられた固定側微調手段受け部６に圧縮しろ
設定微調手段４を型開きの状態で型寸開きシリン
ダ７を用いて当接させ、次に主シリンダ８を用い
て低圧型締めを行なうと、可動側ダイプレート２
に固定側微調手段受け部６に対応して設けた可動
側微調手段受け部９が圧縮しろ設定微調手段４の
圧縮しろ調整部５の端面に当接し、固定側金型１
０と可動側金型１１のパーテイング面（固定側と
可動側の金型合わせ面）に圧縮しろ設定微調手段
４により設定された所定必要量の圧縮しろδが設
定される。次に射出ノズル１２より溶融された樹
脂が金型のキヤビテイ１３内に射出充填される。
次に、ゲートの固化その他の方法により逆流を防
止しつつ、型寸開きシリンダ７により圧縮しろ設
定微調手段４を引き抜き、主シリンダ８により高
圧型締めを行ない、圧縮しろδを圧縮し、金型パ
ーテイング面が当接する。圧縮しろδは圧縮しろ
設定微調手段４の圧縮しろ調整部５を回転させる
ことによりネジのピツチと直径と回転数によつて
設定される。従つて精度の良い圧縮しろの設定が
可能となる。またこの圧縮しろ設定微調手段４は
固定側ダイプレート１に型寸開きシリンダ７を介
して取り付けられているが、これは可動側ダイプ
レート２や成形機本体でデイライト間に設置でき
る場所であればどこに取付けても良い。また微調
手段受け部６，９は、微調手段の長さをデイライ
トと同一長さにすれば固定側ダイプレート１と可
動側ダイプレート２に直接当接するので、不要と
なる。

第５図は固定側ダイプレートあるいは可動側ダ
イプレートに圧縮しろ設定微調手段が取付けら
れ、挿入板１４がそれに当接することにより所定
必要量の圧縮しろを得ていることを特徴とした例
である。第５図では、可動側ダイプレート２に取
付けられた圧縮しろ設定微調手段４の圧縮しろ調
整部５のネジのピツチと直径と回転数により圧縮
しろδを設定し、型寸開きシリンダ７に取付けら
れた挿入板１４の片側端面を固定側微調手段受け
部６に当接させ、次に型締めを行なうと、挿入板
１４の反対側端面に圧縮しろ調整部５が当接する
ことにより、金型のパーテイング面あるいはその
他の金型合わせ面に圧縮しろδが設定される。金
型のキヤビテイ１３に充填された樹脂の圧縮は、
型寸開きシリンダ７を縮小することにより挿入板
１４が引き抜かれ、主シリンダ８により高圧で圧
縮される。この場合型寸開きシリンダ７と圧縮し
ろ設定微調手段４は固定側ダイプレート１と可動
側ダイプレート２でなく、可動側ダイプレート２
と固定側ダイプレート１に設けられても良い。ま
た型寸開きシリンダ７に取付けられた挿入板１４
は平板や丸棒クサビ等逆テーパーになつていない
物であればどんな機構をしていても良い。

第６図は圧縮しろ設定微調手段４と挿入板１４
の各種変形の数例を示している。Ａは微調手段が
円筒形状のもので、イは円形、ロは楕円のもので
ある。Ｂは角筒形状のもので、イの四角形、ロの
多角形でも良いことを示している。Ｃは端面がテ
ーパー付きのもので、イは円形、ロは四角形、ハ
は多角形であり、この時には固定側微調手段受け
部６もテーパーとなる。Ｄは挿入板１４の各種形
状例を示しており、イは円形、ロは四角形である
が、挿入板１４の端面はハのようにテーパー付き
の形状でも良い。ここで、イ，ロ，ハはＡ〜Ｄの
要部断面図である。

第７図はタイバー１６と同心状に微調手段４と
調整部５を設け、タイバー１６をまたぐイまたは
ロに示されるような挿入板１４を使用した時の例
である。ここでイ，ロはＡの要部断面図である。
この場合も挿入板１４の端面はテーパー等をつけ
て挿入しやすくしても良い。

第８図は回転方式による微調手段をデイライト
間のタイバー１６に設けた場合Ａおよびタイバー
１６以外の固定側ダイプレート１に設けた場合Ｂ
の圧縮しろ形成状態イと圧縮状態ロを示してい
る。圧縮しろ設定微調手段４は圧縮しろ形成時に
は上半分のような図となり、挿入板１４または微
調手段４の状態はイのようであり、圧縮時にはモ
ータ１７で挿入板１４または微調手段４を回転さ
せて解除し、その後に主シリンダ８で圧縮を行な
う。ここでイ，ロはＡ，Ｂの要部断面図である。

以上本発明によれば、圧縮しろ設定微調手段を
デイライト間に設けることにより、デイライト間
を規制して圧縮しろを精度良く設定でき、所定の
肉厚の樹脂成形品をひけや空洞のない緻密でかつ
正確な寸法形状に仕上げることができる。しかも
デイライトの規制を解除することにより高速型締
めもつつがなく実施できるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図はトグル式成形機による「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PVT曲線図、第２図は直圧式の圧縮工程のも
つ成形機によるPVT曲線図で、それぞれＡ〜Ｇ
は樹脂を射出し圧縮し取出すまでの比容の動きを
示し、第３図は本発明の基本概念図、第４図は本
発明の一実施例を示し、第４図ａはデイライト間
に圧縮しろ設定微調手段を直接に挿脱する時の断
面図、第４図ｂは第４図ａのＸ−Ｘ矢視図で、そ
れぞれ上半分は圧縮しろを作つた状態を示し、下
半分は圧縮した状態を示し、第５図は他の実施例
を示し、可動側ダイプレートに圧縮しろ設定微調
手段を設置し、挿入板の挿脱する時の断面図、第
６図は第４図、第５図の装置における圧縮しろ設
定微調手段の構造の変化例を示し、Ａは円筒形、
Ｂは角筒形、Ｃは端面にテーパーがついている形
状、Ｄは挿入板を使用する時の形状、第７図はタ
イバーと同心状に微調手段を設けた時の例を示す
図、第８図は回転方式による微調手段の例を示す
図である。１…固定側ダイプレート、２…可動側ダイプレ
ート、３…タイバー支持盤、４…圧縮しろ設定微
調手段、５…圧縮しろ調整部、６…固定側微調手
段受け部、７…型寸開きシリンダ、８…主シリン
ダ、９…可動側微調手段受け部、１４…挿入板、
１６…タイバー。

Claims

【特許請求の範囲】１最初の型締め時にデイライトを規制すること
により金型に圧縮しろを微調整可能に設定する圧
縮しろ設定微調手段を固定側ダイプレートと可動
側ダイプレートの間に設置し、前記圧縮しろ設定
微調手段による前記デイライトの規制を解除する
手段を設け、金型内のキヤビテイに溶融樹脂を充
填させた後の高圧型締めによる金型の圧縮成形を
可能にしたことを特徴とする射出圧縮成形装置。２圧縮しろ設定微調手段自身を固定側ダイプレ
ートと可動側ダイプレートの間に挿脱することに
よりデイライトを規制するようにしたことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の射出圧縮成形
装置。３圧縮しろ設定微調手段を固定側ダイプレート
あるいは可動側ダイプレートに取付け、前記圧縮
しろ設定微調手段と可動側ダイプレートあるいは
固定側ダイプレートの間に挿入板を挿脱してデイ
ライトを規制するようにし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圧縮しろ設定微調手段を固定側ダイプレート
と可動側ダイプレートの間のタイバーに同心状に
して固定側ダイプレートあるいは可動側ダイプレ
ートに取付け、タイバーに係合離脱する挿入板に
よりデイライトを規制するようにしたことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の射出圧縮成形
装置。