JP4218474B2 - 射出成形装置および射出成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂のキャビティ内への射出により成形品を得る射出成形の技術に関するものである。より詳しくは、金型への射出成形による成形品のバリの発生を抑制すべく、金型に押圧をかける技術に関するものである。

従来、射出成形装置においては、キャビティ内の樹脂圧を一定に保つとともに、金型の変形抑制のために油圧ラムやトグル機構による型締めを行う型締め機構が設けられており、この型締め機構により固定型と可動型の型締めが行われるようになっている。
そして、金型剛性を高剛性にすることなく樹脂圧力による金型の変形を抑制し、精度の高い成形品を低コストで射出成形により構成することを目的として、金型の型締め機構に連動して、金型を型締め方向と直交する方向から押圧する機構を備えたものが知られている（特許文献１）。
また、金型を型締め方向と直交する方向から押圧する機構として油圧シリンダを用いたものも知られている（特許文献２を参照）。
特公平６−６７５８２号公報 特公平６−２８８８６号公報

しかし、従来の金型を型締め方向と直交方向から押圧する構成においては、射出成形装置にさらに押圧ユニットを設ける必要があり、装置全体にかかるコストが増大するとともに、設備が大きくなる。また、射出成形品におけるバリの発生も完全には抑制できていない。
特許文献１に記載された技術においては、簡便な構成での実現が困難であり、樹脂圧に応じて型締め直交方向の押圧力制御が困難である。
特許文献２に記載された技術においては、装置が大掛かりになるとともに、成形にかかる時間が長くなり、射出成形装置の制御が複雑となる。

本発明は、射出成形装置において固定型と可動型各々の外側面に、型に着脱可能な枠構造を装着するものである。枠構造には押圧手段が設けられ、互いの枠が組み合わせ可能な形状で型に附設される。そして、枠構造により型に押圧を行い、射出成形品のバリの発生を抑制するものである。
前記固定型または前記可動型に附設された枠構造を構成する部材のうち、少なくとも１つの部材を固定型または前記可動型に取付けるものであり、この部材を型への締結方向と直交する方向に隙間を設けて取付けるものである。
型締め方向および型締め直交方向のうち、前記枠を構成する部材が締結されていない方向に対し、押圧可能な押圧手段が設けられる。すなわち、枠を構成する部材の締結方向と直交する方向に押圧力をかける構成とするものである。
そして、前記押圧手段が、型のキャビティ内に投入される樹脂量によって制御されているものである。

すなわち、請求項１に記載のごとく、固定型と可動型を対向に配置して構成される成形型と、該成形型の外側面に当接する枠構造と、を有する射出成形装置であって、該枠構造を成形型に対して着脱自在に構成し、該枠構造を互いに係合する部材を組み合わせて構成し、枠構造を構成する部材を前記成形型に締結するとともに、該締結方向が型締め方向又は型締め方向と直交する方向のどちらか一方であり、前記成形型に締結される枠構造を構成する部材には、締結具と該枠構造を構成する部材との間であって、締結方向と直交する方向に、所定の隙間を設けており、前記枠構造と成形型との間に前記成形型を押圧可能な押圧手段を設けるとともに、該押圧手段の押圧方向は前記締結方向と直交する。

請求項２に記載のごとく、前記押圧手段が、油圧制御手段である。

請求項３に記載のごとく、前記油圧制御手段が、成形型内へ投入される樹脂量に応じて押圧力の制御をする。

請求項４に記載のごとく、請求項１記載の射出成形装置を用い、該射出成形装置の成形型内に発生する樹脂圧の一部を、該成形型に附設された枠構造により受圧する。

請求項５に記載のごとく、固定型と可動型を対向に配置して構成される成形型の外側に枠体を配設し、該枠体と前記成形型との間に設けた押圧手段により、成形型を成形型の型締め方向と直交する方向に押圧するとともに、前記枠体の押圧手段配設部を弾性変形可能に構成し、成形型の型締め方向と直交する方向において成形型内に発生する樹脂圧に、枠体の弾性変形による復元力を対向させる。

請求項６に記載のごとく、固定型と可動型を対向に配置して構成される成形型の外側に枠体を配設し、該枠体と前記成形型との間に設けた押圧手段により、成形型を成形型の型締め方向と直交する方向に押圧して、成形型において固定型と可動型との型合わせ部の樹脂圧による変形を低減し、成形型のキャビティ内に射出された樹脂量に応じて押圧手段による押圧力の制御を行う。

請求項１に記載のごとく、固定型と可動型を対向に配置して構成される成形型と、該成形型の外側面に当接する枠構造と、を有する射出成形装置であって、該枠構造を成形型に対して着脱自在に構成し、該枠構造を互いに係合する部材を組み合わせて構成し、枠構造を構成する部材を前記成形型に締結するとともに、該締結方向が型締め方向又は型締め方向と直交する方向のどちらか一方であり、前記成形型に締結される枠構造を構成する部材には、締結具と該枠構造を構成する部材との間であって、締結方向と直交する方向に、所定の隙間を設けており、前記枠構造と成形型との間に前記成形型を押圧可能な押圧手段を設けるとともに、該押圧手段の押圧方向は前記締結方向と直交するので、
簡便な構成により型の剛性を向上可能であるとともに、様々な型に適用可能な押圧手段を構成することができる。
また、型に押圧力を加えることにより発生する枠の変形に対応することが可能であるとともに、枠の変形を利用して円滑に押圧力の制御を行うことができる。
さらに、枠の変形を利用して押圧力の制御が可能であるとともに、過剰な押圧力が型にかかるのを防止できる。

請求項２に記載のごとく、前記押圧手段が、油圧制御手段であるので、
押圧手段の構成を簡便にすることができるとともに、大きな押圧力を発生させることができる。

請求項３に記載のごとく、前記油圧制御手段が、成形型内へ投入される樹脂量に応じて押圧力の制御をするので、
型の内外にかかる力のバランスを保ち、型にかかる負荷を軽減できる。

請求項４に記載のごとく、請求項１記載の射出成形装置を用い、該射出成形装置の成形型内に発生する樹脂圧の一部を、該成形型に附設された枠構造により受圧するので、
型への負荷を軽減でき、型の耐久性を向上できる。さらに、簡便構成で射出成形時における型の剛性を向上できる。

請求項５に記載のごとく、固定型と可動型を対向に配置して構成される成形型の外側に枠体を配設し、該枠体と前記成形型との間に設けた押圧手段により、成形型を成形型の型締め方向と直交する方向に押圧するとともに、前記枠体の押圧手段配設部を弾性変形可能に構成し、成形型の型締め方向と直交する方向において成形型内に発生する樹脂圧に、枠体の弾性変形による復元力を対向させるので、
円滑な樹脂圧の吸収が可能であり、樹脂圧変動に対しても容易に対応可能である。

請求項６に記載のごとく、固定型と可動型を対向に配置して構成される成形型の外側に枠体を配設し、該枠体と前記成形型との間に設けた押圧手段により、成形型を成形型の型締め方向と直交する方向に押圧して、成形型において固定型と可動型との型合わせ部の樹脂圧による変形を低減し、成形型のキャビティ内に射出された樹脂量に応じて押圧手段による押圧力の制御を行うので、
射出成形においてバリの発生を低減して成形精度の高い成形品を構成することができる。

このように、金型の樹脂圧による変形を低減でき、バリの発生をさらに抑制することが可能となる。そして、金型外部から型締め方向および型締め方向と直交する方向から押圧するので、樹脂圧力による金型の変形を抑制して、バリの発生を抑制できるものである。

簡便な構成により、射出成形時における金型の変形を抑制させるものであり、射出成形品におけるバリの発生を抑制できるものである。

図１は射出成形装置の構成を示す図である。
射出成形装置１はシリンダ７内の樹脂をプランジャ８の摺動により可動型２と固定型３との間に供給し、樹脂の成形を行うものである。射出成形装置１において可動型２と固定型３とによりキャビティが構成され、シリンダ７はキャビティにゲートなどにより接続しているものである。そして、プランジャ８の注入ストロークに応じた量の樹脂がキャビティ内に導入されるものである。
可動型２と固定型３とは型締めされ、型締めされた可動型２と固定型３の外側面に枠体が嵌められる。可動型２と固定型３に装着される枠体は、２つの枠体４・５により構成されている。枠体４・５を互いに、可動型２と固定型３とを囲む状態で組み付け、型に装着するものである。
枠体５には押圧手段６が設けられており、枠体４・５を装着した型に押圧を加えることができる構成となっている。押圧手段６は固定型３の外側面に押圧を加える構成となっており、可動型２と固定型３の型締め方向と直交する方向に押圧力を加える構成となっている。
型に加えられる押圧力は、型内への樹脂投入量により制御される。押圧力を樹脂投入量と同期させることにより、型開閉時などの型が樹脂圧を受けない時に型合わせ部へ圧力集中を防ぎ、型合わせ部の保護を行うことができる。

次に、可動型２、固定型３および枠体４・５の構成について説明する。
図２は枠体を装着した型の構成を示す斜視図であり、図３は押圧手段の構成を示すＸ−Ｘ線断面図である。
枠体４・５は、可動型２と固定型３とを組み付けて型締めしたものに装着されるものである。これにより、可動型２および固定型３にかかる樹脂射出時の圧力を枠体４・５により受け止め、可動型２および固定型３の剛性を向上させることなく、射出成形品の成形精度を向上できるものである。このため、可動型２および固定型３の製作コストを低減することが可能となる。
枠体４・５は射出成形時に発生する型締め方向および型締め方向と直行する方向にかかる力を受けるものである。枠体５は、Ｕ字状部材により構成されており、固定型３の型締め方向と直交する面および平行な面に装着される構成となっている。枠体４は可動型２、固定型３および枠体５を内側に挿嵌する構成となっており、枠体４端部内側が枠体５の端部外側に当接する構成となっている。

枠体４・５は、型締め方向および型締め方向と直交する方向に係合しているものであり、射出成形時に発生する型締め方向とそれに直交する方向の力を受け止める構成となっている。また、枠体４の端部が枠体５端部の外側への広がりを係止するものであり、枠体４・５の係合により枠体４・５の剛性の向上を行うものである。

図３に示すごとく、枠体５には押圧手段として、油圧により板体を押し出す構成が設けられている。押圧手段は固定型３の型締め方向と平行な面に向けて構成されており、枠体５に設けられた油室１１と加圧板１２とにより構成されている。加圧板１２は油室１１内に配設されており、油室１１の内側面に沿ってスライド可能に構成されている。油室１１に作動油を供給することにより、加圧板１２が内側にスライドし、固定型３に押圧を加える構成となっている。

図４は枠体と型の組み立て構成を示す図である。
枠体４は可動型２に固定されており、固定型３は枠体５に固定されている。そして、可動型２と固定型３とを型締め方向に組み合わせることにより、可動型２と固定型３とにより型を構成するとともに、枠体４・５が組み合わさるものである。
すなわち、枠体４に可動型２を固定し、枠体５に固定型３を固定することにより、枠体４・５の組み付けと同時に金型の組み付けが行えるものである。
固定型３と可動型２とを組み付けた後に、固定型３と可動型２のと間に構成されるキャビティに樹脂の射出を行うものである。図４においては、キャビティ中央部より樹脂が射出されて、キャビティ内において押圧手段配設側に樹脂が広がってゆくものである。

次に、押圧の制御構成について説明する。
図５は加圧開始時における型と枠体の構成を示す図であり、図６は加圧維持状態における型と枠体の構成を示す図であり、図７は樹脂量と油室への供給油量の関係を示す図である。図７において黒色線は時間に対する型内に射出される樹脂量の変化を示し、白抜き線は時間に対する押圧手段の圧力を示すものである。
図５に示すごとく、型内に射出された樹脂量が一定量に達すると、枠体５の油室１１に作動油の供給が開始される。そして、油室１１の圧力が上昇し、加圧板１２による押圧力が増大する。図６に示すごとく、射出された樹脂が型のキャビティを略満たす状態においては、油室１１の圧力が一定となり押圧力も一定となるものである。
キャビティ内に射出された樹脂の圧力に応じて押圧を加えるので、射出成形の過程において型が変形しにくくなる。

押圧力の制御は、図７に示すごとく、樹脂量に応じて制御されるものである。
型内に射出された樹脂量が一定量以上となると、油室１１への油圧が上昇する。油室１１にかかる圧力は、設定圧力に達した後には、その圧力を維持する構成となっている。設定圧を射出される樹脂による圧力と同じとすることにより、固定型３の変形を抑制することができるものであり、成形精度を向上させることができるものである。
図７を用いて説明すると、型内に射出された樹脂量が設定値であるＶ１に達すると、押圧手段の圧力上昇が開始される。押圧手段の油圧は、Ｐ１を維持するように設定されており、油圧が上昇して、圧力がＰ１に達するとその圧力を維持する構成となっている。

型内に射出された樹脂量の検出方法としては、樹脂を射出するプランジャ８のストロークにより検出することが可能である。プランジャ８のストロークに応じて押圧手段６により型に型締め方向と直交する力を加えることにより、型の内側と外側にかかる圧力のバランスをとって、型の変形を抑制するものである。
このように、型の変形を抑制するので、型の変形抑制における型自体の剛性の寄与を低減でき、型にかかるコストを低減し、射出成形品の製造コストを低減できるものである。

次に、加圧時における枠体の変形について説明する。
図８は加圧時における固定型と枠体の構成を示す図である。
油室１１に作動油を供給して押圧力を発生させると、枠体５の押圧手段配置部がたわむ構成となっている。枠体５は押圧手段配設部において、枠体４側端部が枠体４に係止されており、反対側端部は枠体５に接続している。このため、押圧手段配設部において枠体５が変形しやすくなっている。枠体５の押圧手段配設部を弾性変形可能に構成することにより、押圧手段により過剰な力が固定型３にかかることがなく、型の耐久性を維持することができるとともに、成形品の成形精度を向上できるものである。また、枠体の弾性変形により押圧力を調節できるので、枠体を簡便に構成することができ、製造コストを減少できる。
枠体５のたわむ部位を押圧力手段配設部とすることにより、加圧板１２および固定型３の位置を維持させながら、枠体５の押圧力手段配設部位を外側に変形させて油室１１を大きくし、作動油供給による押圧力の制御を容易にすることができる。

次に、枠体５の固定型３への締結構成について説明する。
図９は枠体の固定型への締結構成を示す図であり、図１０は枠体締結部の拡大図である。
枠体５は、固定型３の型締め方向と直交する面において、固定型３と締結されている。固定型３には型締め方向にネジ孔２３が刻設されており、このネジ孔２３に枠体５の孔２２に遊嵌されたネジ２１が螺装されている。枠体５の孔２２はネジ２１の径より大きく構成されており、ネジ２１の頭部が枠体５に係合して枠体５を固定型３に締結するものである。

枠体５は、前述のごとく、押圧手段配設部がたわむ構成となっている。そして、固定型３との締結部位が型締め方向と直交方向に伸びることとなる。すなわち、枠体５の押圧手段配設部を接続する部分が、押圧手段による加圧の反力により、伸びることとなる。
枠体５の伸びる部位において、孔２２はネジ２１の径より大きく構成されており、枠体５は固定型３に対して伸び方向と直交する方向に締結されている。このため、枠体５の締結部位が伸びる場合においても、枠体５の変形を阻害することなく、固定型３と枠体５との締結を維持することができる。
このように、型および型を覆う枠体を構成することにより、枠体５の全体としてのたわみを利用しながら、樹脂射出による固定型３の変形を抑制し、射出成形によるバリの発生を抑制できるものである。このため、枠体５の変形にともなう円滑な弾性力変化を利用して型に押圧力を加えることができ、押圧力の制御を容易に行うことができる。

次に、押圧手段の別構成について説明する。
図１１は押圧手段にオイルバックを用いた構成を示す図である。
図１１に示す構成において、押圧手段はオイルバック２５により押し出される加圧板１２により構成される。枠体５の油室１１内には加圧板１２およびオイルバック２５・２５が配設されており、油室１１内の加圧板１２内側にオイルバック２５・２５配設されている。オイルバック２５・２５に作動油を供給することにより、オイルバック２５・２５を膨張させて加圧板１２を固定型３に押し付ける。これにより、固定型３の押圧力を加えるものである。
オイルバック２５を用いることにより、作動油の漏れる可能性を極めて低減できるとともに、加圧板１２や枠体５の整備性を向上できるものである。
押圧手段としては、オイルバックのほかにエアバックなどを利用することが可能であり、型の使用状況などに応じて適宜選択することができる。

射出成形装置の構成を示す図。 枠体を装着した型の構成を示す斜視図。 押圧手段の構成を示すＸ−Ｘ線断面図。 枠体と型の組み立て構成を示す図。 加圧開始時における型と枠体の構成を示す図。 加圧維持状態における型と枠体の構成を示す図。 樹脂量と油室への供給油量の関係を示す図。 加圧時における固定型と枠体の構成を示す図。 枠体の固定型への締結構成を示す図。 枠体締結部の拡大図。 押圧手段にオイルバックを用いた構成を示す図。

符号の説明

１ 射出成形装置
２ 可動型
３ 固定型
４ 枠体
５ 枠体
６ 押圧手段
１１ 油室
１２ 加圧板

Claims (6)

1. 固定型と可動型を対向に配置して構成される成形型と、該成形型の外側面に当接する枠構造と、を有する射出成形装置であって、該枠構造を成形型に対して着脱自在に構成し、該枠構造を互いに係合する部材を組み合わせて構成し、枠構造を構成する部材を前記成形型に締結するとともに、該締結方向が型締め方向又は型締め方向と直交する方向のどちらか一方であり、
   前記成形型に締結される枠構造を構成する部材には、締結具と該枠構造を構成する部材との間であって、締結方向と直交する方向に、所定の隙間を設けており、
   前記枠構造と成形型との間に前記成形型を押圧可能な押圧手段を設けるとともに、該押圧手段の押圧方向は前記締結方向と直交することを特徴とする射出成形装置。
2. 前記押圧手段が、油圧制御手段であることを特徴とする請求項１記載の射出成形装置。
3. 前記油圧制御手段が、成形型内へ投入される樹脂量に応じて押圧力の制御をすることを特徴とする請求項１または請求項２記載の射出成形装置。
4. 請求項１記載の射出成形装置を用い、該射出成形装置の成形型内に発生する樹脂圧の一部を、該成形型に附設された枠構造により受圧することを特徴とする射出成形方法。
5. 固定型と可動型を対向に配置して構成される成形型の外側に枠体を配設し、該枠体と前記成形型との間に設けた押圧手段により、成形型を成形型の型締め方向と直交する方向に押圧するとともに、
   前記枠体の押圧手段配設部を弾性変形可能に構成し、
   成形型の型締め方向と直交する方向において成形型内に発生する樹脂圧に、枠体の弾性変形による復元力を対向させることを特徴とする射出成形方法。
6. 固定型と可動型を対向に配置して構成される成形型の外側に枠体を配設し、該枠体と前記成形型との間に設けた押圧手段により、成形型を成形型の型締め方向と直交する方向に押圧して、成形型において固定型と可動型との型合わせ部の樹脂圧による変形を低減し、
   成形型のキャビティ内に射出された樹脂量に応じて押圧手段による押圧力の制御を行うことを特徴とする射出成形方法。

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