JPH1119996A - 射出成形機とその射出成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、ＣＤやＤＶＤ基板
のような超精密成形品のコア圧縮射出成形において、射
出成形工程における各制御を適切且つ迅速に行う事が出
来る新たなコア圧縮成形用射出成形機の開発にある。 【解決手段】 精密成形のコア圧縮射出成形方法に
用いられる射出成形機(A)であって、金型(1)と、金型
(1)に樹脂を射出する射出機構部(a)と、金型(1)内に組
み込まれ、金型キャビティ(2)の一部を形成するコア型
(5)と、金型キャビティ(2)内の充填樹脂(3)によるコア
型(5)の反力を検出し、その出力データに基づいて樹脂
(3)を金型キャビティ(2)に充填する射出工程或いは金型
キャビティ(2)の充填樹脂(3)をコア圧縮する保圧工程の
少なくともいずれか一方、又は前記工程の全体又はその
一部の制御を行わせる圧力センサ(54)とで構成された事
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は金型キャビティの充填樹
脂によるコア型の反力を検出し、この出力データに基づ
いて樹脂の金型キャビティへの充填速度制御、それに続
く保圧工程でのコア圧縮制御や位置制御の全部或いはそ
の一部を適正に制御する超精密成形用射出成形機及びそ
の射出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】射出成形品の精密化に伴って射出成形機
や射出成形方法も休む事なく進化を遂げている。最近で
はデータ処理、映像や音楽を始め各種の分野でデジタル
技術が普遍化し、その当然の帰結として例えばＣＤやＭ
Ｄ或いはＤＶＤというようなデジタル基板が実用化され
てきた。特にＤＶＤ基板においては金型に刻設された超
微細な凹凸を正確に成形品に転写することが要求される
ようになり、従来のような射出成形機では到底役に立た
ず、新たにコア型を使用し、サーボモータを多用する射
出成形機が開発されようとしている。このような射出成
形機にあっては次のような事が基板精度を左右する事に
なる。

【０００３】例えば光ディスク基板の成形を例に取る
と、成形品のソリ、異物の付着、ボイド、ガスヤケ、成
形サイクルなどが極めて重要なファクタとなるが、とり
わけ最大の課題が超微細ピッチ、深さのピット転写
性、５０ｎｍ以下という複屈折の実現であり、（光弾
性係数×主応力差「＝剪断応力＋熱応力」）を緩和する
ことで複屈折を抑制する事が出来る。

【０００４】さて、基板成形において、微細凹凸の転写
性を妨げる要因として、マイクロボイド、マイクロ
フローマークが挙げられる。微細凹凸に沿って樹脂が流
れると、微細凹凸の壁の前後において樹脂流に空気の巻
き込み現象が生じ、微細空気溜まりを形成する。この微
細空気溜まりが転写性低下の原因となるもので、その対
策としては高速充填による樹脂の固化を極力抑えて充填
を完了する事である。また、射出圧縮のタイミングも重
要なファクタとなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように考えてくる
と、計量樹脂の金型キャビティへの射出速度の制御、ゲ
ートカットのタイミングやコア圧縮の圧縮速度やコア圧
縮の圧力制御、成形品の厚みを一定にするためのコア型
の位置制御などを適切に行わねばならず、油圧駆動によ
るコア圧縮成形方法を採用していた従来装置の能力では
到底達成出来なかった。この点は図７で本発明と従来例
とを比較しつつ説明する。本発明の解決課題はいかに前
記各制御を適切且つ迅速に行うかにあり、そのための新
たなコア圧縮成形用射出成形機及びその射出成形方法の
開発が望まれていた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】『請求項１』は前記課題
を達成する射出成形機(A)の一例で「精密成形のコア圧
縮射出成形方法に用いられる射出成形機(A)であって、
金型(1)と、金型(1)に樹脂を射出する射出機構部(a)
と、金型(1)内に組み込まれ、金型キャビティ(2)の一部
を形成するコア型(5)と、金型キャビティ(2)内の充填樹
脂(3)によるコア型(5)の反力を検出し、その出力データ
に基づいて樹脂(3)を金型キャビティ(2)に充填する射出
工程或いはそれに続く保圧工程の少なくともいずれか一
方、又は前記工程の全体又はその一部の制御を行わせる
圧力センサ(54)とで構成された」事を特徴とする。

【０００７】金型キャビティ(2)に計量樹脂(3a)が充填
される射出工程において、圧力センサ(54)から充填樹脂
(3)に関する出力が得られるのは、充填樹脂(3)がコア型
(5)に接触し始めてから（図７の点(px)で示す。）であ
る。従って、圧力センサ(54)から充填樹脂(3)に関する
出力が得られるのは、充填樹脂(3)がコア型(5)に接触し
始める点(px)から充填樹脂(3)の硬化が完了する保圧工
程の終了（図７の点(P3)で示す。）迄である。これらの
期間中では、充填樹脂(3)に関するデータ（即ち、充填
樹脂(3)から直接受ける反力）が圧力センサ(54)から直
接得られるので、各工程がリアルタイムで正確に制御さ
れる事になる。なお、前記制御は、充填樹脂(3)がコ
ア型(5)に接触し始めてからゲートカット迄の射出工程
の一部、充填樹脂(3)のゲート(2a)を閉塞するゲート
カットのタイミング、保圧工程の前部段階である充填
樹脂(3)をコア圧縮する工程、保圧工程の後部段階で
ある位置制御などの各工程全部を通して、或いは各工程
のいずれか、又は各工程の一部において適用される。

【０００８】『請求項２』は請求項１の射出成形機(A)
に［表示部(7)］を追加した例で「精密成形のコア圧縮
射出成形方法に用いられる射出成形機(A)であって、金
型(1)と、金型(1)に計量された樹脂(3a)を射出する射出
機構部(a)と、金型(1)内に組み込まれ、金型キャビティ
(2)の一部を形成するコア型(5)と、金型キャビティ(5)
内の充填樹脂(3)によるコア型(5)の反力を検出し、その
出力データに基づいて樹脂(3)を金型キャビティ(2)に充
填する射出工程或いはこれに続く保圧工程の少なくとも
いずれか一方、又は前記工程の全体又はその一部の制御
を行わせる圧力センサ(54)と、前記制御工程の全部或い
はその一部をデジタル或いはアナログ表示する表示部
(7)とで構成されている」事を特徴とする。これによれ
ば、前述の作用に加えて圧力センサ(54)による制御工程
の全部或いはその一部がデジタル或いはアナログ表示に
よって表示部(7)に表示されるので、工程管理が一目瞭
然となり非常に管理しやすくなる。

【０００９】『請求項３』は前記射出成形機(A)を使用
した射出成形方法の一例で「金型(1)と、金型(1)内に組
み込まれ、金型キャビティ(2)の一部を形成するコア型
(5)と、金型キャビティ(2)内の充填樹脂(3)によるコア
型(5)の反力を検出する圧力センサ(54)とが設置されて
いる精密成形用射出成形機(A)のコア圧縮射出成形方法
において、前記圧力センサ(54)からの出力データに基づ
いてコア型(5)による充填樹脂(3)の圧力制御、或いはコ
ア型(5)の位置制御による充填樹脂(3)の厚み制御の少な
くともいずれかを行う」事を特徴とする。これによれ
ば、保圧工程の内、重要ファクタである前記制御を充填
樹脂(3)から直接得られるその反力によって行う事にな
るので、リアルタイムで且つ正確な制御が可能となる。
なお、コア型(5)の圧力制御と、コア型(5)の位置制御に
よる充填樹脂(3)の厚み制御はいずれか一方だけでもよ
いし、両方とも行ってもよい。

【００１０】『請求項４』は射出成形方法の他の例で
「金型(1)と、金型(1)内に組み込まれ、金型キャビティ
(2)の一部を形成するコア型(5)と、金型キャビティ(2)
内の充填樹脂(3)によるコア型(5)の反力を検出する圧力
センサ(54)と、金型のゲート(2a)を開閉するゲートカッ
トピン(30)とが設置されている精密成形用射出成形機
(A)のコア圧縮射出成形方法において、前記圧力センサ
(54)からの出力データに基づいてゲートカットピン(30)
の作動タイミングを制御する」事を特徴とする。これに
よれば、射出成形工程の内、重要ファクタの一つである
ゲートカットのタイミング制御を、充填樹脂(3)から直
接得られるその反力によって行う事になるので、リアル
タイムで且つ正確な制御が可能となる。

【００１１】『請求項５』は射出成形方法の更に他の例
で「金型(1)と、金型(1)内に組み込まれ、金型キャビテ
ィ(2)の一部を形成するコア型(5)と、金型キャビティ
(2)内の充填樹脂(3)によるコア型(5)の反力を検出する
圧力センサ(54)と、金型(1)内に樹脂(3)を射出する射出
機構部(a)とが設置されている精密成形用射出成形機(A)
のコア圧縮射出成形方法において、前記圧力センサ(54)
からの出力データに基づいて射出機構部(a)からの金型
(1)内への樹脂射出速度制御を行う」事を特徴とする。
これによれば、射出成形工程の内、重要ファクタの一つ
である射出工程、特に射出速度制御を、充填樹脂(3)か
ら直接得られるその反力によって行う事になるので、リ
アルタイムで且つ正確な制御が可能となる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を図示実施例に従って詳述す
る。なお、添付図面中、図１、２は上下別の状態が記載
されている。さて、本発明の射出成形機(A)は図１に示
すように射出機構部(a)と金型機構部(b)とに大別され
る。射出機構部(a)は、スクリュ(4)を前進・後退させる
ための駆動機構部(10)、スクリュ(4)を回転させる回転
用サーボモータ(11)、スクリュ(4)を前進・後退させる
射出用サーボモータ(12)、原料樹脂混練及び射出用のス
クリュ(4)、スクリュ(4)が進退・回転可能収納されてい
る射出シリンダ(13)、射出シリンダ(13)に巻設されたヒ
ータ(14)、スクリュ(4)と駆動機構部(10)との間に配設
され、スクリュ(4)に掛かる圧力を検出している射出用
ロードセル(15)、原料供給ホッパ(16)並びに各サーボモ
ータ(11)(12)に装着されているパルス発生装置(11a)(12
a)とで構成されている。

【００１３】次に金型機構部(b)に付いて説明する。金
型(1)は移動・固定金型(1b)(1b)で構成されており、固
定ダイプレート(17)に固定金型(1b)が装着され、移動ダ
イプレート(18)に移動金型(1a)が装着されている。移動
ダイプレート(18)にはコア型開閉トグル機構(T2)が取り
付けられており、コア型開閉トグル機構(T2)のハウジン
グ(50)と、タイバー(19)の一端が固定されているテイル
ストック(20)との間に金型開閉トグル機構(T1)が配設さ
れている。

【００１４】移動金型(1a)にはガイド孔(29)が形成され
ており、該ガイド孔(29)にコア型(5)がスライド自在に
配設されており、コア型(5)と固定金型(1b)との間に金
型キャビティ(2)が形成される。コア型(5)の金型キャビ
ティ(2)側の面(5a)には例えばＣＤやＤＶＤ用の微細な
凹凸が形成してあり、側微細凹凸刻設面(5a)は超鏡面加
工のような極めて高い平滑度（例えばＲmax０.０１μ
ｍ、平面度＝０.１μｍ）が要求され、平行度は例えば
０.００５ｍｍ以下、コア型(5)とガイド孔(29)との同軸
度は例えば０.００５ｍｍなど極めて高い精度が要求さ
れる。更に、コア型(5)の中心にはゲートカットピン(3
0)がスライド自在に配設されている。

【００１５】次に金型開閉トグル機構(T1)に付いて説明
する。テイルストック(20)には金型制御サーボモータ(3
1)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)とがタ
イミングベルト(33)にて接続されている。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。従動プーリ(34)には雄ネジ棒(30a)が進退自在
に螺装されており、前記雄ネジ棒(30a)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。

【００１６】次にコア型開閉トグル機構(T2)に付いて説
明する。コア型開閉トグル機構(T2)の前端部分を構成す
るハウジング(49)は移動ダイプレート(18)に接続されて
おり、更にコア型開閉トグルを介して後端部分を構成す
るハウジング(50)に接続されている。ハウジング(50)に
はコア型制御サーボモータ(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。従動
プーリ(43)は作動ナット(44)に取り付けられており、こ
の作動ナット(44)にはコア作動用ネジ棒(45)が進退自在
に螺装されている。このコア作動用ネジ棒(45)にはゲー
トカットピン(30)に連なる中間ピン(30b)がスライド自
在に挿通されており、その先端は加圧プレート(59)に接
続されており、後端は雄ネジ部(30a)の先端に離接する
ようになっている。なお、コア型制御サーボモータ(40)
にはパルス発生装置(40a)が配設されている。

【００１７】前記で使用されるコア型開閉トグルは、金
型開閉トグルと同様長短各種アーム(47)をリンク機構に
接続したもので、その構造自体は公知の構造であるが、
その回転接続部(H)において、回転中心となる回転ピン
(48)とアーム(47)の間にベアリング(46)が介装され、ア
ーム(47)のガタがなく円滑に作動するようにしている点
で従来例と相違する。ベアリング(46)の種類は問わない
が、荷重がかかるためコロ軸受け或いはニードル軸受け
など大荷重を担持する事ができる種類のものが選定され
る。簡単に構造を述べれば、長短各種アーム(47)の一端
はハウジング(49)に接続し、その他端はハウジング(50)
に接続し、更にもう一つの端部はコア作動ネジ棒(45)の
先端に設けられたコア作動クロスヘッド(55)に取り付け
られている。

【００１８】移動ダイプレート(18)の中にはコア型(5)
を加圧する加圧ブロック(57)がスライド自在に配設され
ており、圧力センサ(54)を介してハウジング(49)に接し
ている。加圧ブロック(57)、圧力センサ(54)及びハウジ
ング(49)を貫通してスライド自在にピン押圧棒(30c)が
配設されており、その先端はゲートカットピン(30)に当
接し、その他端に配設されたシリンダ(60)のケーシング
を介して加圧プレート(59)に接している。前記シリンダ
(60)はピン押圧棒(30c)にスライド自在に挿通された突
き出しピン(61)が接続されている。前記シリンダ(60)に
はピン押圧棒(30c)にスライド自在に挿通された突き出
し作動ピン(61)が接続されている。そしてこの突き出し
作動ピン(61)は、例えばコア型(5)側の金型キャビティ
面(5a)の外周で微細凹凸形成部分から外れた部分から突
出没入するように配設された製品突出ピン(61a)とゲー
トカットピン(30)内に挿通されたセンターピン(61b)に
接続している。製品突出ピン(61a)とセンターピン(61b)
とは後述するように製品(26)と、型開時に製品(26)側に
付着してくるゲート樹脂(2b)とを型開後に脱離させるこ
とができるものであればどのような構造のものでもよ
い。

【００１９】(8)は制御装置で、本射出成形機(A)全体の
制御を司るものであり、その中の１つの機能として、射
出用ロードセル(15)、圧力センサ(54)、サーボモータ(1
1)(12)(31)及び(40)に装着されたパルス発生装置(11a)
(12a)(31a)及び(40a)或いはその他のセンサからの信号
を得てサーボモータ(11)(12)(31)及び(40)の制御を行う
ようになっている。駆動系の制御は全てサーボモータ(1
1)(12)(31)及び(40)によって行われるのであるから、プ
ログラムすることにより複合動作など任意の条件が作り
出せる。(7)は制御装置(8)に接続した表示部で、射出成
形工程の全部或いはその一部をデジタル或いはアナログ
表示するようになっている。図７は射出工程と保圧工程
における制御状態をグラフで表した例であり、例えばこ
のようなグラフが表示される。これにより工程管理が一
目瞭然となり非常に管理しやすくなる。

【００２０】図７について説明すると、該グラフは縦軸
に圧力を取り、横軸に時間を取ったものである。実線で
示した曲線は本発明の制御例を示し、上側の実線はコア
型(5)の設定圧力であり、下側の実線はコア型(5)の実際
の反力を示す。破線で示した曲線は従来例を示し、上側
の破線は油圧駆動によるコア型の設定圧力であり、下側
の破線は油圧回路に設置した油圧センサ（図示せず）の
出力である。

【００２１】従来例では、コア圧縮に油圧駆動を使用し
（射出工程及び金型作動も同様）、その圧縮圧力を油圧
回路に設置した油圧センサで検出し、設定圧力に一致す
るように油圧制御していた。処が、油圧制御の場合、圧
油の温度変化や粘性その他各種変化は勿論、樹脂圧の検
出が圧油を介してのものであるという間接的検出である
事や、コア型の動摩擦と静摩擦との差など各種の要因に
より、実際の金型内の樹脂圧力は動的に変化して波形を
示し設定圧力に一致しない。即ち、上側の破線のように
射出工程開始から型開までそのコア圧縮圧は設定されて
おり、この設定圧力に合わせてコア型の圧縮圧が変化す
るように油圧制御されるべきであるが、実際はそうはな
っていない。即ち、コア型駆動用油圧回路に設置された
油圧センサからの出力は、射出が始まり、金型キャビテ
ィ内に樹脂が充填され始め、しばらく経ってコア型に樹
脂が接触し始めてから出力が開始する。この点を(S)で
示す。その後樹脂の充填と共に急速に油圧センサが示す
出力は急速に立ち上がり、ピーク(S1)を迎えた後前述の
理由により樹脂圧の出力波形は波を打つ。換言すれば、
金型キャビティ内の樹脂圧は動的に変化する事になり、
設定圧とは一致しなくなる。また油圧駆動による射出速
度も限界があり、図７の（0→R1)ようにかなり遅い速度
で射出される事になる。従って、充填樹脂(3)の表面に
薄い樹脂膜が発生してしまい、転写性を損なう。点(R1)
で射出工程が終了し、保圧工程の前段階であるコア圧縮
工程(R1→R2)に移行するが、この段階では波を打つので
充填樹脂(3)の各部に加わる圧力が一定せず、成形品(2
6)の内部応力高くなって複屈折率を大きくしてしまう。

【００２２】これに対して本発明では、圧力センサ(54)
によって充填樹脂(3)の樹脂圧を直接検出しているの
で、保圧工程の前部段階であるコア型(5)による圧縮圧
力制御、或いは後部段階である位置制御をリアルタイム
で追従させる事が出来るし、射出工程(px→P1)の範囲で
あれば、圧力センサ(54)による直接検出に追従して射出
速度を制御できる。

【００２３】次に、本発明の作用について説明する。原
料樹脂(3c)が原料供給ホッパ(16)に投入され、回転用サ
ーボモータ(11)を作動させてスクリュ(4)を回転させる
と原料樹脂(3c)は次第に射出シリンダ(13)方向に送られ
て行く、射出シリンダ(13)はその外周に巻着されている
ヒータ(14)によって加熱されているので、射出シリンダ
(13)に入った原料樹脂(3c)は次第に溶融し且つスクリュ
(4)の回転作用によって混練されて行く。

【００２４】スクリュ(4)の回転と共に溶融混練樹脂(3
b)は射出シリンダ(13)の先端方向に送られ、先端部分で
貯溜される。この反作用としてスクリュ(4)は次第に後
退し、ついには予め設定されている後退停止位置に至
る。この時点で樹脂計量が完了した事になる。続いて、
回転用サーボモータ(11)を停止させると共に射出用サー
ボモータ(12)を作動させてスクリュ(4)を前方に突き出
し、射出シリンダ(13)の先端部分に溜まっていた計量溶
融混練樹脂(3a)を金型キャビティ(2)に射出する。この
間のスクリュ(4)の回転速度は、パルス発生装置(11a)か
らの出力信号を制御装置(8)に取り込み、設定値と比較
し、設定値をトレースするように回転用サーボモータ(1
1)をフィードバック制御する。

【００２５】また、スクリュ(4)の射出速度は、射出用
ロードセル(15)の出力信号を制御装置(8)に取り込み、
設定値と比較し、設定値をトレースするように射出用サ
ーボモータ(12)をフィードバック制御する。射出用サー
ボモータ(12)の回転速度はパルス発生装置(12a)によっ
て検出される事になる。なお、射出速度は金型キャビテ
ィ(2)内の充填樹脂(3)の樹脂圧により制御される方が直
接的で好ましいので、点(px)において充填樹脂(3)がコ
ア型(5)に接触して圧力センサ(54)から樹脂圧に関する
データが出力され始めると、射出用ロードセル(15)によ
る射出速度制御を圧力センサ(54)による射出速度制御に
切り替えてもよい。この点を図７で解説すると、(０→P
1)の領域は、射出工程であるから速度制御が行われ、そ
の内の(０→px)は射出用ロードセル(15)による射出速度
制御が行われ、(px→P1)は圧力センサ(54)による射出速
度制御が行われる。勿論、(０→P1)全体を通じて射出用
ロードセル(15)による射出速度制御を行ってもよい事は
言うまでもない。なお、計量樹脂(3a)の射出は、射出用
サーボーモータ(12)によって行われるので、設定値に極
めて近い高速射出が可能となり、薄い樹脂膜が充填樹脂
(3)の表面に生じる前に射出を完了する事が出来、転写
性を著しく高める事が出来る。

【００２６】その後、ゲートカットが行われるのである
が、そのタイミングは圧力センサ(54)が所定の値を示し
たときゲートカットピン(30)が作動してゲートカットを
行う。従って、毎回同じ樹脂圧の時にゲートカットが行
われるので、金型キャビティ(2)内には安定して同量の
樹脂(3)が毎回充填される事になる。

【００２７】次に保圧工程に移るが、その前部段階であ
る圧力制御領域では圧力センサ(54)によって金型キャビ
ティ(2)内の樹脂圧を直接検出して制御していくのであ
るから、設定値にほぼ近い圧縮圧力を充填樹脂(3)に与
える事が出来、内部応力をより小さくする事が出来る。
保圧工程の後部段階である位置制御に移ると、充填樹脂
(3)はほぼ硬化しており、その厚みが一定になるように
コア型(5)の位置を正確に制御しなければならない。前
述のように金型キャビティ(2)には毎回一定量の樹脂(3)
が充填されるので、圧力センサ(54)の検出値が一定であ
れば、その厚さも一定となる。従って、位置制御段階で
圧力センサ(54)の検出値が設定値になるように制御すれ
ば、自ずからコア型(5)の位置も常に一定位置となり、
成形品(26)の厚さも一定となる。

【００２８】上記工程を金型(1)の動きとして説明す
る。図６に示すようにまず、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)介してその回転力を従動プーリ
(34)に伝達し、従動プーリ(34)を回転させると従動プー
リ(34)に螺装されている雄ネジ棒(30a)が図２中下段の
状態から上段に示すように右方向に進み、クロスヘッド
(35)を推し進めて金型開閉トグルを伸長させる。この時
この伸長に合わせてコア開閉トグル機構(T2)、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)
が所定圧力で押圧される。この時、コア開閉トグル機構
(T2)は作動しておらず、コア型(5)は後退限に位置して
いる。

【００２９】次に、射出直前状態を示す図６になる。
ここではコア型(5)は前進限まで移動する。即ち、コア
開閉サーボモータ(40)を作動させると駆動プーリ(41)及
び伝達ベルト(42)を介してその回転力を従動プーリ(43)
に伝達し、従動プーリ(43)を回転させると従動プーリ(4
3)に螺装されているコア作動用ネジ棒(45)が図中右側に
前進し、コア作動用ネジ棒(45)が取り付けられていコア
作動クロスヘッド(55)を推し進めてコア型開閉トグルを
伸長させる。この時この伸長に合わせてコア開閉トグル
のアーム(47)の一端が枢着されているハウジング(49)を
固定金型(1b)側に押し出し、圧力センサ(54)及び加圧ブ
ロック(57)を介してコア型(5)が固定金型(1b)側に移動
する。コア型(5)の加圧圧力は圧力センサ(54)によって
検出され、そのデータは制御装置(8)に入力(30)、加圧
圧力が設定値となるようにコア型制御サーボモータ(40)
が制御される。コア型制御サーボモータ(40)の回転速度
はパルス発生装置(40a)によって検出される。

【００３０】次に図６に移る。この状態で前述のよう
射出サーボモータ(12)を作動させてスクリュ機構部(10)
を作動させ、スクリュ(4)を金型(1)側に移動させ、シリ
ンダ(13)の先端の計量混練溶融樹脂(3a)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。樹脂(3a)が金型キャビテ
ィ(2)内に射出・充填されると、コア型(5)に接触してこ
れを押圧し、その充填圧でコア型(5)が押し戻され、そ
の部分に溶融混練樹脂(3)が余分に充填されるようにな
る。以上の工程（０→P1）は、射出用ロードセル(15)に
よって、或いは（０→px）を射出用ロードセル(15)で制
御し、（px→P1）を圧力センサ(54)によって制御する。
また、この射出工程は射出サーボモータ(12)にて設定値
に追従するように行われるので、充填樹脂(3)に薄い樹
脂膜が発生する前に充填が完了する。

【００３１】次に、図６に示すようにゲートカットが
行われるのであるが、圧力センサ(54)が所定値を示した
とき、直ちにゲートカットが行われ、金型キャビティ
(2)への樹脂(3a)の供給が即時に停止させられる。即
ち、金型(1)の型締が行われている状態で金型制御サー
ボモータ(31)を更に作動させると雄ネジ棒(30a)が更に
前方に進もうとする。雄ネジ棒(30a)の先端が接続され
ている金型開閉クロスヘッド(35)に接続されているアー
ム(36)は雄ネジ棒(30a)に対して直角方向を向いている
ので、金型開閉クロスヘッド(35)のわずかな前進につい
ては殆ど影響を受けず型締力の増減は殆どない。一方、
雄ネジ棒(30a)の先端は、中間ピン(30b)及びピン押圧棒
(30c)を介してゲートカットピン(30)に接続しているの
で、雄ネジ棒(30a)の前進によりゲートカットピン(30)
も前進して固定金型(1b)のゲート(2a)をその先端にて閉
塞する。これにより金型キャビティ(2)はコア型(5)が後
退した分だけ余分に樹脂(3)が充填された状態で完全に
外界からシャットアウトされる。なお、このゲートカッ
ト時には製品突出ピン(61a)とセンターピン(61b)とはゲ
ートカットピン(30)と共に突出せず、その先端はキャビ
ティ面(5a)と面一状態を保っている。

【００３２】次に、図６に移る。前述のようにゲート
カットが終わるとこの状態で再度コア開閉サーボモータ
(40)を作動させてコア型(5)を前進限まで前進させ、極
めて強い圧力で充填樹脂(3)を押圧し、コア型(5)の微細
凹凸を充填樹脂(3)が硬化しつつある充填樹脂(3)に転写
する。この間圧力センサ(54)にて樹脂圧を直接検出しな
がら圧縮するので、再現性高く毎回均一なコア圧縮を行
うことが出来る。続いて、更に、この状態において圧力
センサ(54)にて樹脂圧を直接検出しながら樹脂圧が所定
の値になるようにコア型(5)を保持し、充填樹脂(3)が硬
化させる。これにより、成形品(26)は再現性高く毎回均
一な肉厚のものになる。充填樹脂(3)の硬化が終了する
と図６に示すように、コア型制御サーボモータ(40)を
逆作動させてコア型(5)を固定金型(1b)側から離間させ
る。次に、図６に移り、金型制御サーボモータ(31)を
逆作動させて移動金型(1a)を固定金型(1b)側から離間さ
せる。この時成形品(26)は移動金型(1a)の金型キャビテ
ィ(2)内に嵌まり込んだまま移動金型(1a)と共に移動す
る。

【００３３】最後に図６に移り、型開きが終わった処
でエジェクト用のシリンダ(60)を作動させ、突き出しピ
ン(61)を突出させて製品突出ピン(61a)とセンターピン
(61b)とを突出させ、ゲート樹脂(2b)を離脱させると共
に成形品(26)を離型させ、図示していない製品取出装置
にて回収する。

【００３４】

【発明の効果】本発明装置は、金型キャビティ内の充填
樹脂によるコア型の反力を圧力センサにて検出し、その
出力データに基づいて樹脂を金型キャビティに充填する
射出工程或いはこれに続く保圧工程の少なくともいずれ
か一方、又は前記工程の全体又はその一部の制御を行わ
せるので、この期間中、充填樹脂に関するデータ（即
ち、充填樹脂から直接受ける反力）が直接得られること
になるため、各工程をリアルタイムで正確に制御する事
が出来る。また、射出成形機に表示部を設ける事によ
り、圧力センサによる制御工程の全部或いはその一部が
デジタル或いはアナログ表示によって表示される事にな
り工程管理が一目瞭然となって非常に管理しやすくな
る。また、本発明方法によれば、圧力センサからの出
力データに基づいてコア型による充填樹脂の圧力制御、
或いはコア型の位置制御による充填樹脂の厚み制御の少
なくともいずれかを行うので、前記圧力センサからの
出力データに基づいてゲートカットピンの作動タイミン
グを制御するので、圧力センサからの出力データに基
づいて射出機構部からの金型内への樹脂射出速度制御を
行うので、いずれの場合でもリアルタイムで且つ正確な
制御が可能となる。

【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、上半分が型締め時
の拡大断面図であり、下半分が型開き時の拡大断面図で
ある。

【図３】図２の金型機構部において、金型に樹脂を充填
しつつある状態の拡大断面図

【図４】図２の金型機構部において、コア型による型締
め時の拡大断面図

【図５】図２の金型機構部におけるコア型開閉トグル機
構の詳細拡大断面図

【図６】〜…本発明の射出全工程における金型の作
動状態を示す断面図

【図７】本発明における設定圧変化及び圧力センサの出
力と、従来例の設定圧及び油圧センサの出力の比較グラ
フ

【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 (3a)…計量樹脂 (3b)…混練樹脂 (4)…スクリュ (5)…コア型 (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 (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 精密成形のコア圧縮射出成形方法
   に用いられる射出成形機であって、金型と、金型に樹脂
   を射出する射出機構部と、金型内に組み込まれ、金型キ
   ャビティの一部を形成するコア型と、金型キャビティ内
   の充填樹脂によるコア型の反力を検出し、その出力デー
   タに基づいて樹脂を金型キャビティに充填する射出工
   程、或いはそれに続く保圧工程の少なくともいずれか一
   方、又は前記工程の全体又はその一部の制御を行わせる
   圧力センサとで構成された事を特徴とする射出成形機。
2. 【請求項２】 精密成形のコア圧縮射出成形方法
   に用いられる射出成形機であって、金型と、金型に樹脂
   を射出する射出機構部と、金型内に組み込まれ、金型キ
   ャビティの一部を形成するコア型と、金型キャビティ内
   の充填樹脂によるコア型の反力を検出し、その出力デー
   タに基づいて樹脂を金型キャビティに充填する射出工
   程、或いはそれに続く保圧工程の少なくともいずれか一
   方、又は前記工程の全体又はその一部の制御を行わせる
   圧力センサ射出成形工程の全部或いはその一部の制御を
   行わせる圧力センサと、前記制御工程の全部或いはその
   一部をデジタル或いはアナログ表示する表示部とで構成
   されている事を特徴とする射出成形機。
3. 【請求項３】 金型と、金型内に組み込まれ、金
   型キャビティの一部を形成するコア型と、金型キャビテ
   ィ内の充填樹脂によるコア型の反力を検出する圧力セン
   サとが設置されている精密成形用射出成形機のコア圧縮
   射出成形方法において、 前記圧力センサからの出力データに基づいて、コア型に
   よる充填樹脂の圧力制御、或いはコア型の位置制御によ
   る充填樹脂の厚み制御の少なくともいずれかを行う事を
   特徴とする射出成形方法。
4. 【請求項４】 金型と、金型内に組み込まれ、金
   型キャビティの一部を形成するコア型と、金型キャビテ
   ィ内の充填樹脂によるコア型の反力を検出する圧力セン
   サと、金型のゲートを開閉するゲートカットピンとが設
   置されている精密成形用射出成形機のコア圧縮射出成形
   方法において、 前記圧力センサからの出力データに基づいてゲートカッ
   トピンの作動タイミングを制御する事を特徴とする射出
   成形方法。
5. 【請求項５】 金型と、金型内に組み込まれ、金
   型キャビティの一部を形成するコア型と、金型キャビテ
   ィ内の充填樹脂によるコア型の反力を検出する圧力セン
   サと、金型内に樹脂を射出する射出機構部とが設置され
   ている精密成形用射出成形機のコア圧縮射出成形方法に
   おいて、 前記圧力センサからの出力データに基づいて、射出機構
   部からの金型内への樹脂射出速度制御を行う事を特徴と
   する射出成形方法。