JPH06126789A - 射出圧縮成形機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧縮メカニズムとエジェクトメカニズムの駆
動源を共用化して駆動源の数を削減し、可動ダイプレー
トに搭載するメカ重量の低減及びコストダウンを可能と
する射出圧縮成形機を提供すること。 【構成】 サーボモータ３の逆転によって、第１の回転
−直線変換機構９，１４により圧縮用ピン１７を前進さ
せると共に第２の回転−直線変換機構７，１５によりエ
ジェクトピン１９を後退させ、また、サーボモータの正
転によって、第１の回転−直線変換機構により圧縮用ピ
ンを後退させると共に第２の回転−直線変換機構により
エジェクトピン１９を前進させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は射出圧縮成形機に係り、
特に圧縮メカニズムとエジェクトメカニズムの駆動源を
共用化した射出圧縮成形機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インラインスクリュータイプの射出成形
機においては、一般に、金型内への溶融樹脂の射出・充
填後（１次射出後）、樹脂の温度変化による収縮を補う
ためにスクリューに前進圧力を付与し、ノズル先端から
溶融樹脂を金型内に引き続き送り込むようにしている
（所謂保圧を行うようになっている）。この保圧によっ
て、金型内のゲート部分からキャビティ内の溶融してい
る樹脂部分に局部的に圧縮応力が加わることになるが、
保圧による圧縮応力は主にゲート部分に局部的に集中
し、かつ、キャビティの内壁（金型面）に接した部分で
先に固化し始めた樹脂部分には圧縮応力は及ばず、製品
によっては求められる成形品品質を達成できない場合が
ある。

【０００３】そこで、射出・充填後（１次射出後）の型
開き前に、ノズル注入部と反対側から金型内の樹脂に圧
縮用押圧部材によって圧縮応力を加え、すなわち、例え
ば圧縮ピンによって前後動可能な中子金型を介して金型
内の樹脂に圧縮応力を加え、これによってキャビティの
内壁に接した固化し始めた樹脂部分の各所に圧縮応力を
印加して、「ひけ」等のない外観精度の良い製品を成形
するようにした射出圧縮成形機が各種提案されて、実用
化されている。

【０００４】そして、このような従来の射出圧縮成形機
においては、可動側金型を取り付けた可動ダイプレート
に、圧縮用シリンダ（油圧シリンダ）等の圧縮用駆動源
と圧縮用押圧部材を搭載すると共に、製品突き出し用シ
リンダ（油圧シリンダ）等のエジェクト用駆動源とエジ
ェクト部材を搭載し、圧縮用駆動源によって圧縮用ピン
等の圧縮用押圧部材を駆動して樹脂への圧縮応力の付加
を行い、エジェクト用駆動源によってエジェクトピン等
のエジェクト部材を駆動して製品の金型からの突き出し
を行うようにした構成をとるのが一般的であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが上記したよう
に、可動ダイプレートに圧縮用駆動源とエジェクト用駆
動源とを搭載すると、２つの駆動源を例えば同軸配置し
た２重油圧シリンダ構造にする必要が生じる等、駆動源
の構成が複雑化する上、２つの駆動源があるので構造が
大型化し且つコストアップにもつながるという問題があ
った。

【０００６】なお、エジェクトピン（エジェクト部材）
によって樹脂に圧縮応力を加えるようにした構成も知ら
れているが、エジェクトピンは一般に細い形状であるこ
とが多く、斯様な場合は樹脂に対して比較的広域で圧縮
応力を加えることができないので、別設の圧縮用押圧部
材を設けることを余儀なくされていた。

【０００７】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
その目的とするところは、圧縮メカニズムとエジェクト
メカニズムの駆動源を共用化して駆動源の数を削減し、
可動ダイプレートに搭載するメカ重量の低減及びコスト
ダウンを可能とする射出圧縮成形機を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による射出圧縮成
形機は、上記した目的を達成するために、第１の方向と
第２の方向とに正逆回転可能な回転駆動源たるモータ
と、上記モータの回転力を直線運動に変換する第１の回
転−直線変換機構と、上記モータの回転力を直線運動に
変換する第２の回転−直線変換機構と、上記第１の回転
−直線変換機構と連結されて前後動する圧縮用の押圧部
材と、上記第２の回転−直線変換機構と連結されて前後
動する製品突出し用のエジェクト部材とを具備し、上記
モータの上記第１の方向への回転によって、上記第１の
回転−直線変換機構により上記押圧部材を前進させると
共に上記第２の回転−直線変換機構により上記エジェク
ト部材を後退させ、また、上記モータの上記第２の方向
への回転によって、上記第１の回転−直線変換機構によ
り上記押圧部材を後退させると共に上記第２の回転−直
線変換機構により上記エジェクト部材を前進させるよう
に、構成される。

【０００９】

【作用】可動ダイプレートに搭載されたサーボモータ
（回転駆動源）の出力軸と連結されて一体回転する回転
部材には、第１の回転−直線変換機構のナット体（第１
のナット体）と第２の回転−直線変換機構のナット体
（第２のナット体）とがそれぞれ固着され、第１のナッ
ト体には第１のネジ部材が螺合され、第２のナット体に
は第２のネジ部材が螺合されている。そして、サーボモ
ータの例えば逆転に対して、第１の回転−直線変換機構
の第１のネジ部材は前進し、第２の回転−直線変換機構
の第２のネジ部材は後退し、他方、サーボモータの正転
に対して、第１のネジ部材は後退し、第２のネジ部材は
前進するように構成される。従って、１次射出後にサー
ボモータを比較的少量逆転させることにより、第１のネ
ジ部材と共に圧縮用の押圧部材が前進して金型内の樹脂
に対し圧縮圧力が加えられ、また、サーボモータを比較
的少量正転させることにより、第２のネジ部材と共にエ
ジェクト部材が前進して金型内の樹脂に対し圧縮圧力が
加えられる。一方また、型開き開始後の適宜タイミング
でサーボモータを比較的大きく正転させることにより、
第２のネジ部材と共にエジェクト部材が大きく前進して
金型（可動側金型）から製品（成形品）を突き出す。よ
って、単一のサーボモータによって、圧縮用の押圧部材
の前後進とエジェクト部材の前後進を制御するので、駆
動源の数が削減できて、可動ダイプレートに搭載するメ
カ重量の低減及びコストダウンを図ることができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の１実施例を図１〜図５によっ
て説明する。図１〜図３は本実施例に係る射出圧縮成形
機における可動ダイプレートに搭載された圧縮メカニズ
ム及びエジェクトメカニズムの概要を示す説明図で、図
１は圧縮用ピン並びにエジェクトピンがそれぞれ原点位
置にある状態を、図２はエジェクトピンによる突き出し
動作時の状態を、図３は樹脂へ圧縮応力を付加している
状態をそれぞれ表わしている。また、図４は本実施例に
よる樹脂への交番的な圧縮応力のかけ方を表わす説明
図、図５はモータの回転状態とこれによる交番的な付加
圧縮応力との関係を示す説明図である。

【００１１】図１〜図３において、符号１で総括的に示
すのは可動ダイプレートで、図示せぬ型締めシリンダ
（油圧シリンダ）の駆動力を公知のトグルリンク機構を
介して伝達され、図示左右方向に前後動される。すなわ
ち、可動ダイプレート１の図面上の左側面には可動側金
型２が取り付けられていて、型閉じ動作時には可動ダイ
プレート１は図示左側へ前進駆動されて、可動側金型２
を図示せぬ固定ダイプレートに取り付けられた固定側金
型へ密着させ、また、型開き動作時には可動ダイプレー
ト１は図示右側へ後退駆動されて、可動側金型２を固定
側金型から離間させるようになっている。

【００１２】３は上記可動ダイプレート１に搭載された
サーボモータで、その出力軸３ａには歯付き出力プーリ
４が固着されている。５はサーボモータ３の回転が伝達
される複合回転部材で、歯付き被動プーリ６、第２のナ
ット体７、連結回転体８、第１のナット体９を具備し、
各部材６〜９が一体回転するように一体化されたものか
らなっている。１０は可動ダイプレート１に取り付けら
れた支持部材で、ラジアルベアリング１１及びスラスト
ベアリング１２を介して上記複合回転部材５を回転自在
に保持している。１３は、上記歯付き出力プーリ４と歯
付き被動プーリ６との間に張架された歯付きベルト（タ
イミングベルト）で、該歯付きベルト１３を介してサー
ボモータ３の正逆回転が複合回転部材５に伝達されるよ
うになっている。

【００１３】１４は中空状の第１のネジ部材で、該第１
のネジ部材１４のネジ部１４ａ（例えば本実施例では左
ネジ形成されたもの）が前記第１のナット体９に螺合さ
れていて、この第１のナット体９と第１のネジ部材１４
とによって後記する圧縮用ピン１７を前後進させるため
の第１の回転−直線変換機構が構成されている。１５
は、その先端側が第１のネジ部材１４を挿通した第２の
ネジ部材で、該第２のネジ部材１５のネジ部１５ａ（例
えば本実施例では右ネジ形成されたもの）が前記第２の
ナット体７に螺合されていて、この第２のナット体７と
第２のネジ部材１５とによって後記するエジェクトピン
１９を前後進させるための第２の回転−直線変換機構が
構成されている。なお、本実施例では第１，第２の回転
−直線変換機構には、公知のボールネジメカニズムが採
用されているが、ネジ結合メカニズムには任意のものを
用いることができる。なおまた本実施例では、上記した
ように第１のネジ部材１４と第２のネジ部材１５とを２
重軸構造とすることによって、機構のコンパクト化を図
り、可動ダイプレート１上の部材配置のスペース効率を
向上させている。

【００１４】上記したように、第１のネジ部材１４と第
２のネジ部材１５とが互いに逆ネジ方向の関係にあるの
で、本実施例では、前記サーボモータ３の逆転で第１の
ネジ部材１４が前進（図示左行き）すると共に、第２の
ネジ部材１５が後退（図示右行き）するようになってお
り、他方、サーボモータ３の正転で第１のネジ部材１４
が後退すると共に、第２のネジ部材１５が前進するよう
になっている。また本実施例では、第１のネジ部材１４
のネジリードと第２のネジ部材１５のネジリードとの比
を、例えば１：２に設定してあり、これによってサーボ
モータ３の１回転当たりに、第２のネジ部材１５を第１
のネジ部材１４の２倍の量だけ直線移動させ得るように
構成されている。

【００１５】１６は前記第１のネジ部材１４の先端側に
固定された圧縮用プレートで、該圧縮用プレート１６に
は複数本の圧縮用ピン１７が植設・固定されていて、こ
の圧縮用ピン１７は可動側金型２内をスライド可能とさ
れている。１８は、前記第１のネジ部材１４並びに圧縮
用プレート１６を挿通した前記第２のネジ部材１５の先
端側に固定されたエジェクト用プレートで、該エジェク
ト用プレート１８には複数本のエジェクトピン１９が植
設・固定されていて、このエジェクトピン１９も可動側
金型２内をスライド可能とされている。

【００１６】次に、上記した構成に基づく動作を説明す
る。先ず、エジェクト動作について説明する。金型（キ
ャビティ）内の成形品（樹脂）が固化・冷却されると、
型開きが開始されて可動ダイプレート１が離型方向に駆
動され、これに伴って成形品を貼り付けた状態で可動側
金型２が固定側金型から分離する。この型開き行程の途
上もしくは型開き完了後にエジェクト動作が開始され、
マシン（射出成形機）のシステムコントローラが前記サ
ーボモータ３に正転方向の回転を指示し、サーボモータ
３が正転を開始する（このエジェクト動作開始時には、
圧縮用ピン１７とエジェクトピン１９とは図１に原点位
置にある）。サーボモータ３が正転すると、前記したよ
うに第１の回転−直線変換機構の第１のネジ部材１４が
後退して、これと一体の前記圧縮用プレート１６並びに
圧縮用ピン１７が後退し、また、前記第２の回転−直線
変換機構の第２のネジ部材１５が前進して、これと一体
の前記エジェクト用プレート１８並びにエジェクトピン
１９が前進する。

【００１７】図２は、このエジェクト動作時の状態を表
わしており、同図に示すようにエジェクトピン１９が前
進して、可動側金型２から図示せぬ成形品（製品）が分
離されて突き出される。なお、前記したように第１のネ
ジ部材１４のネジリードと第２のネジ部材１５のネジリ
ードとの比を１：２に設定してあるので、第２のネジ部
材１５の前進量は第１のネジ部材１４の後退量の２倍と
なり、比較的低トルクであるも高速エジェクト動作が可
能であるようになっている。なおまた、このエジェクト
動作時のサーボモータ３の正転回転量は、後述する圧縮
行程時の逆転回転量または正転回転量よりも格段に大き
なものとされている。

【００１８】次に、圧縮動作について説明する。本実施
例では、金型内の樹脂に圧縮応力を加えるのに、前記圧
縮用ピン１７による押圧力と前記エジェクトピン１９に
よる押圧力とを交番的（切り換えて周期的）に用いるよ
うになっている。

【００１９】可動側金型２と固定側金型とが所定の型締
力で密着した型締め状態において、固定側金型の樹脂注
入口に密着した加熱シリンダ先端のノズルから、金型内
の製品形成用空間たるキャビティ内に、溶融樹脂をスク
リューの高速前進で射出・充填する１次射出が行われ
る。この１次射出後、スクリューに前進圧力を与えてノ
ズルから溶融樹脂をキャビティ内に引き続き送り込む保
圧が実行されるが、この保圧と並行して圧縮動作が行わ
れる。この圧縮行程に際しては、マシンのシステムコン
トローラはサーボモータ３に対して、逆転と正転を交互
に繰り返すように指示し、これによって本実施例では、
サーボモータ３は逆転及び停止と正転及び停止とを例え
ば０．１〜数秒周期で繰り返す。なお、圧縮動作の開始
前には、圧縮用ピン１７とエジェクトピン１９とは図１
に原点位置にある。

【００２０】この結果、サーボモータ３の逆転時には前
記第１の回転−直線変換機構の第１のネジ部材１４が所
定量だけ前進して、これに伴って圧縮用ピン１７が前進
して、例えば可動側金型２中の中子金型を介してキャビ
ティ内の樹脂（キャビティ内の外周部位の固化し始めた
樹脂；キャビティ外形の一部を構成する中子金型に接し
ている固化し始めた樹脂）に圧縮応力を加える。そし
て、圧縮用ピン１７は、前進後その位置を所定秒時だけ
維持されるようにされ、然る後、システムコントローラ
の指令でサーボモータ３が正転駆動される。このサーボ
モータ３の正転時には前記第２の回転−直線変換機構の
第２のネジ部材１５が所定量だけ前進して、これに伴っ
てエジェクトピン１９が前進して該エジェクトピン１９
の先端がキャビティ内の樹脂（キャビティ内の外周部位
の固化し始めた樹脂）に複数個所で圧縮応力を加える。
そして同様に、エジェクトピン１９は、前進後その位置
を所定秒時だけ維持されるようにされる。この後、シス
テムコントローラの指令でサーボモータ３が逆転駆動さ
れ、再び圧縮用ピン１７が前進して該圧縮用ピン１７に
よって樹脂に圧縮応力が加えられる。以後、同様にして
サーボモータ３が所定秒時間隔で正転と逆転とを繰り返
すようにされ、圧縮用ピン１７（中子金型）とエジェク
トピン１９とによって交番的にキャビティ内の外周部位
の固化し始めた樹脂に圧縮応力が加えられる。図３はこ
の圧縮動作時の状態を表わしている。

【００２１】次に図４及び図５によって、上記した金型
内の樹脂に対する交番的な圧縮応力の付加の様子を説明
する。図４は金型周辺の機構を模式的に示す図で、同図
は図示の都合上から簡略化して描いてあるが、圧縮用ピ
ンとエジェクトピンの駆動メカニズムは前記図１〜図３
の機構と基本的に同一である。図４において、２Ａ，１
７Ａ，１９Ａは前記図１〜図３のものと対応する可動側
金型，圧縮用ピン，エジェクトピンであり、２０は可動
側金型２Ａ中の所定量前後動可能とされた中子金型、２
１は固定側金型、２２は可動側金型２Ａ（中子金型２０
を含む）と固定側金型２１とで形成されるキャビティ、
２３は加熱シリンダ、２４はスクリュー、２５は固定側
金型２１の樹脂注入口に押し付けられたノズル部、２６
ａは溶融樹脂、２６ｂは固化し始めた樹脂である。

【００２２】公知のように、キャビティ２２内に射出・
充填された溶融樹脂は金型に接した部位から固化を始
め、固化は徐々に内部に進行する。圧縮用ピン１７Ａに
よる中子金型２０を介した押圧力は、エジェクトピン１
９Ａが後退している状態において、中子金型２０と接し
ている固化し始めた樹脂２６ｂに対して作用して圧縮応
力を加え、また、エジェクトピン１９Ａによる押圧力
は、圧縮用ピン１７Ａが後退している状態において、エ
ジェクトピン１９Ａの先端面と接している固化し始めた
樹脂２６ｂに対して作用して圧縮応力を加える。斯様に
固化し始めた樹脂２６ｂに対する別異の個所に対して交
番的に繰り返して圧縮応力を加えるようになすと、固化
し始めた樹脂２６ｂや溶融樹脂２６ａの高分子の分子配
向を効果的に変えることが可能となり、樹脂は固化過程
で高分子がからみ易くなって結合強度を高めることがで
きる。

【００２３】図５は前記サーボモータ３の回転状態と金
型内樹脂に加えられる圧縮応力との関係を示しており、
本実施例では、原点からの逆回転量を原点からの正回転
量よりも大きくして、圧縮用ピン１７Ａ（中子金型）に
よる圧縮力をエジェクトピン１９Ａによるそれよりも大
きくなるように設定してある。なお、圧縮用ピン（中子
金型）による圧縮力とエジェクトピンによる圧縮力の大
小関係は任意に設定可能であることは言うまでもない。

【００２４】以上詳述したように、本実施例において
は、単一のサーボモータの駆動力によって、エジェクト
動作と圧縮動作とを行わせるようにしているので、駆動
源の数を削減でき、可動ダイプレートに搭載するメカ重
量の低減とコストダウンとを図ることができる。

【００２５】なお、上述した実施例においては、金型内
の樹脂に圧縮応力を加えるのに、圧縮用ピンによる押圧
力とエジェクトピンによる押圧力とを交番的に用いてい
るが、圧縮動作は圧縮用ピンのみによって行うようにし
ても良いことは勿論である。

【００２６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、圧縮メカ
ニズムとエジェクトメカニズムの駆動源を共用化して駆
動源の数を削減し、可動ダイプレートに搭載するメカ重
量の低減及びコストダウンを可能とする射出圧縮成形機
が提供でき、その価値は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例に係る射出圧縮成形機におけ
る可動ダイプレートに搭載された要部メカニズムの原点
位置状態を示す説明図である。

【図２】本発明の１実施例に係る射出圧縮成形機におけ
る可動ダイプレートに搭載された要部メカニズムによる
エジェクト動作時の状態を示す説明図である。

【図３】本発明の１実施例に係る射出圧縮成形機におけ
る可動ダイプレートに搭載された要部メカニズムによる
圧縮動作時の状態を示す説明図である。

【図４】本発明の１実施例による金型内の樹脂に対する
交番的な圧縮応力のかけ方の様子を示す説明図である。

【図５】本発明の１実施例によるサーボモータの回転状
態と金型内の樹脂に加えられる圧縮応力との関係を示す
説明図である。

【符号の説明】

１ 可動ダイプレート ２，２Ａ 可動側金型 ３ サーボモータ ４ 歯付き出力プーリ ５ 複合回転部材 ６ 歯付き被動プーリ ７ 第２のナット体 ８ 連結回転体 ９ 第１のナット体 １０ 支持部材 １１ ラジアルベアリング １２ スラストベアリング １３ 歯付きベルト（タイミングベルト） １４ 第１のネジ部材 １５ 第２のネジ部材 １６ 圧縮用プレート １７，１７Ａ 圧縮用ピン １８ エジェクト用プレート １９，１９Ａ エジェクトピン ２０ 中子金型 ２１ 固定側金型 ２２ キャビティ ２３ 加熱シリンダ ２４ スクリュー ２５ ノズル部 ２６ａ 溶融樹脂 ２６ｂ 固化し始めた樹脂

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の方向と第２の方向とに正逆回転可
   能な回転駆動源たるモータと、上記モータの回転力を直
   線運動に変換する第１の回転−直線変換機構と、上記モ
   ータの回転力を直線運動に変換する第２の回転−直線変
   換機構と、上記第１の回転−直線変換機構と連結されて
   前後動する圧縮用の押圧部材と、上記第２の回転−直線
   変換機構と連結されて前後動する製品突出し用のエジェ
   クト部材とを具備し、 上記モータの上記第１の方向への回転によって、上記第
   １の回転−直線変換機構により上記押圧部材を前進させ
   ると共に上記第２の回転−直線変換機構により上記エジ
   ェクト部材を後退させ、また、上記モータの上記第２の
   方向への回転によって、上記第１の回転−直線変換機構
   により上記押圧部材を後退させると共に上記第２の回転
   −直線変換機構により上記エジェクト部材を前進させる
   ようにしたことを特徴とする射出圧縮成形機。
2. 【請求項２】 請求項１記載において、 上記モータの一定回転量に対応する上記第１の回転−直
   線変換機構による直線移動量は、上記モータによる同一
   回転量に対応する上記第２の回転−直線変換機構による
   直線移動量よりも小さく設定されたことを特徴とする射
   出圧縮成形機。
3. 【請求項３】 請求項１記載において、 上記第１の回転−直線変換機構中の前後進するネジ部材
   と上記第２の回転−直線変換機構中の前後進するネジ部
   材とは、２重軸構造をとることを特徴とする射出圧縮成
   形機。