JPH0667583B2 - 射出成形装置および方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、射出成形装置および方法に係り、詳しくは、
光学レンズを成形する射出成形装置の金型の型締め構造
および方法に関する。

（従来の技術） 従来のこの種の射出成形装置としては、第５〜10図に示
されるようなものが知られている。

第５、６図において、Ａ軸方向に移動するよう駆動され
る可動側型板１には鏡面2aを有する金型駒２が嵌挿され
ており、キャビティ３は可動側型板１、金型駒２および
固定側型板４から画成されている。可動側型板１および
金型駒２は受板５を介して可動側ダイプレート６に支持
されており、固定側型板４は固定側ダイプレート７に支
持されている。可動側型板１、金型駒２、固定側型板４
および受板５からなる金型８はタイバー９に生じる張力
によって固定側ダイプレート７および可動側ダイプレー
ト６を介して型締めされ、すなわち、金型８はＡ軸方向
の型締力によって型締めされるようになっている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の射出成形装置および方
法にあっては、可動側ダイプレート６の移動方向の型締
力のみによって金型８を型締めしていたため、成形品の
精度が低下する、あるいは金型８が大型化するとともに
成形品のコストが増大するといった問題点があった。

すなわち、キャビティ３に溶融樹脂が射出充填される
と、金型８に射出圧力が加わり、金型８が変形しようと
する。可動側ダイプレート６の移動方向の金型８の変形
は型締力によって防止されるが、可動側ダイプレート６
の移動方向に直交する方向の変形は防止することができ
ずに、金型８は第７〜10図の仮想線から実線に示すよう
に変形する。ただし、第７図に示す断面では金型８の変
形は微小であるので、仮想線は図示しない。このため、
キャビティ３で形成される成形品の精度が低下する。特
に、金型駒２を用いている場合、金型８の変形により金
型駒２と可動側型板１のクリアランスが拡大し、第10図
に示すように、クリアランスの拡大により生じた間隙に
溶融樹脂が入り込みバリが生じる。このバリは成形品が
取り出された後も残溜し、金型８はクリアランスの拡大
方向に変形するので、バリはショット毎に厚くなる傾向
にある。このバリの発生により金型駒２の鏡面2aの縁近
傍は弾性変形し、成形品の鏡面精度が低下する。ただ
し、この鏡面2aの縁近傍の弾性変形は型内の清掃により
復帰するものである。

また、上述の成形品の精度低下を防止するためには、金
型８の強度を増大させることが考えられるが、この場
合、金型８を大型化する、あるいは金型８を高剛性材料
から構成する必要があり、金型８の大型化および成形品
のコストの上昇を避けることができない。

なお、上述の樹脂圧力による金型８の変形は、樹脂圧力
が大きい程、型締方向に直交する方向のキャビティ３の
投影面積が大きい程、並びに、金型８の剛性が小さい程
（型材のヤング率が小さい程、型締方向に直交する方向
の型寸法が小さい程）大きくなる。

（発明の目的） そこで、本発明は、金型を可動側ダイプレートの移動方
向に直交する方向に押圧することにより、型締力方向に
対し直交する方向の金型の変形を防止して、成形品コス
トの低減および金型の小型化を図りながら成形品の精度
を向上させることを目的としている。

（発明の構成） 本発明による射出成形装置は上記目的達成のため、それ
ぞれが型板を有し、少なくとも一方の型板に金型駒が嵌
装され、型板および金型駒によりキャビティを画成する
一対の金型と、前記一対の金型を型締めする型締機構
と、前記一対の金型に型締め方向と直交する方向の押圧
力を発生させる押圧機構と、を有することを特徴とする
ものであり、 また、一対の金型を互いに当接させて型締めすると共に
該金型の間にキャビティを形成し、次いで型締め状態の
金型を型締め方向に直交する方向の押圧力で押圧した
後、キャビティ内に樹脂を射出、充填することを特徴と
するものであり、 さらに、射出成形機にキャビティユニット金型を装着
し、該射出成形機によってキャビティ内に樹脂を射出、
充填した後、前記キャビティユニット金型を射出成形機
から取り外して別の場所に移動し、そこでキャビティユ
ニット金型内の成形品を冷却するようにした射出成形方
法において、前記射出成形機で樹脂の射出、充填を行な
う前に、キャビティユニット金型を型締めするととも
に、金型の間にキャビティを形成し、次いで、型締め方
向に直交する方向の押圧力で押圧した後、キャビティ内
に樹脂を射出、充填することを特徴としている。

以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

第１〜３図は本発明に係る射出成形方法およびその方法
を達成する射出成形装置の第１実施例を示す図であり、
第２図のＫ軸方向のキャビティの投影面積が第２図のＭ
軸方向のものより大きな金型に適用した例である。

まず、構成を説明する。

第１、２図において、11は成形機本体（図示しない）に
支持された固定側ダイプレートであり、12は成形機本体
に支持された可動側ダイプレートである。可動側ダイプ
レート12は駆動機構（図示しない）に駆動されて、第１
図のＰ軸方向に移動すなわち固定側ダイプレート11に接
近および離隔するよう移動する。固定側ダイプレート11
には一対の金型13、14のうちの一方の金型13が支持さ
れ、可動側ダイプレート12には他方の金型14が支持され
ている。金型13は可動側ダイプレート12の移動によって
金型14に当接および離隔し、一対の金型13、14の当接に
より、キャビティ15が形成される。また、金型13は固定
側型板16からなり、金型14は可動側型板17、可動側型板
17に嵌挿された鏡面18aを有する金型駒18および受板19
からなる。キャビティ15は固定側型板16、可動側型板17
および金型駒18から画成されており、キャビティ15の第
２図のＫ軸方向の投影面積は第２図のＭ軸方向の投影面
積より大きくなっている。20は互に当接した一対の金型
13、14を固定側ダイプレート11および可動側ダイプレー
ト12を介して型締めする型締機構（詳細は図示しない）
であり、型締機構20は複数のタイバー20aを有してい
る。またタイバー20aは金型13、14を囲んで可動側ダイ
プレート12の移動方向に延設されている。金型13、14は
タイバー20aに生じる張力によって固定側ダイプレート1
1および可動側ダイプレート12を介して第１図のＰ軸方
向に沿って押圧され型締めされるようになっている。

ここで、21、22は一対の支持ブロッケであり、支持ブロ
ック21の両端部は第２図の右側の一対のタイバー20aに
それぞれ支持され、支持ブロック22の両端は第２図の左
側の一対のタイバー20aにそれぞれ支持されている。支
持ブロック21、22にはそれぞれ押付ボルト23、24が螺合
するとともに貫通しており、押付けボルト23、24の先端
はそれぞれ金型13、14の第２図の左右方向の面に当接し
ている。すなわち、押付ボルト23、24をねじ込むと、金
型13、14は押付ボルト23によりＫ軸方向に沿って第２図
の右方向から押圧され、押付ボルト24によりＫ軸方向に
沿って第２図の左方向から押圧される。

したがって、支持ブロック21、22および押付ボルト23、
24は、金型13、14を可動側ダイプレート12の移動方向に
直交するＫ軸方向に押圧する押圧機構25を構成する。ま
た、押圧機構25の一端部はタイバー20aに係合し、他端
部は金型13、14に当接している。

このような構成によれば、キャビティ15に溶融樹脂を射
出充填したとき、金型13、14のＫ軸方向の投影面積が大
きいので、金型13、14が射出圧力によって第２図の仮想
線に示すように変形しようとするが、この変形は押圧機
構25により防止される。したがって、射出充填時のキャ
ビティ15の変形を防止することができ、成形品の精度を
向上することができる。なお、金型13、14は射出圧力に
よってＰ軸方向およびＭ軸方向にも拡張するよう変形し
ようとするが、Ｐ軸方向の変形はタイバー20aによる型
締力によって防止され、Ｍ軸方向の変形は、投影面積が
小さいので、微小であり、特に変形を防止しないでも成
形品の精度に影響を及ぼすことはない。また、押付ボル
ト23の締め付け力は樹脂圧力の大きさに対応して増減さ
せるようにするのは言うまでもない。また、本実施例で
は、可動側型板17に金型駒18を嵌装し、固定側型板16お
よび金型駒18が当接することによりキャビティ15を画成
しているので、金型駒18のみを交換すれば、一対の金型
13、14で異なる成形品を容易に成形することができる。
また、金型14を製造するに際し、鏡面18aの加工を容易
に行なうことができる。すなわち、キャビティは凹んで
いるため金型に対してそのキャビティ面を鏡面加工する
ことは非常に難しいが、金型駒18を別体とすることで、
鏡面18aの加工を容易に行なうことができる。また、鏡
面18aには最も高い樹脂圧が加わるので非常に傷み易い
が、この部分を金型駒18としているので、金型駒18を交
換するだけで金型14の修理を非常に容易に行なうことが
できるという効果がある。

また、本実施例をいわゆるゲートシール射出成形法によ
り実施した場合、すなわち、キャビティ15に溶融樹脂を
射出した後、金型13、４のスプルーに設けられたゲート
を閉じて溶融樹脂をキャビティ15内に閉じ込め、溶融樹
脂が固化するまでキャビティ15内の圧力を所定の値に保
持するようにして成形した場合、キャビティ15内の圧力
は第３図のグラフに示すように変化する。キャビティ15
内の圧力はゲートを閉じた直後瞬間的に1200kg ｆ／cm
²を超える（通常の射出成形では300〜800kg ｆ／cm²）
ことになり、このような高圧に対しても押圧機構25は効
果を発揮して、金型13、14の変形を防止することができ
る。キャビティ15内の圧力が300kg ｆ／cm²以上の２〜
３分間は、キャビティ15内の樹脂が高温および低粘度で
あるので、この間に金型13、14が変形した場合、金形駒
18と型板17との間にバリが生じ易い。したがって、本実
施例のように押圧機構25を設けてキャビティ15内の圧力
が300kg ｆ／cm²以上になる２〜３分間だけ作動させる
ことにより、金型13、14自体の設計強度が300kg ｆ／c
m²に対応できるものでも金型13、14の変形を防止するこ
とができる。言いかえれば、圧力が300kg ｆ／cm²以上
になる２〜３分経過後には、金型13、14をタイバー20a
により型締めしても良い。このようにすれば、金型を小
型化することができるとともに金型のコストを低減する
ことができる。

また、図示しないが押圧機構25の代わりにボルト締め等
による型締め自己保持機構を押圧機構として採用しても
良い。すなわち、キャビティ近傍の金型13、14を着脱自
在にユニット化したいわゆるキャビティユニット金型を
用いても、金型を射出成形機から取り出して金型の変形
やばりの発生を防止することができる。

この場合には、多数のキャビティユニット金型を準備
し、射出成形機にキャビティユニット金型を装着し、該
射出成形機によってキャビティ内に樹脂を射出、充填し
た後、前記キャビティユニット金型を射出成形機から取
り外して別の場所に移動し、そこでキャビティユニット
金型内の成形品を冷却する。この場合には、射出成形機
で樹脂の射出、充填を行なう前に、キャビティユニット
金型を型締めするとともに、金型の間にキャビティを形
成し、次いで、型締め方向に直交する方向の押圧力で押
圧した後、キャビティ内に樹脂を射出、充填すれば良
い。

このようにすれば、冷却のためにキャビティユニット金
型を射出成形機に長時間（例えば、数10分）取付けたま
まにしないでも射出充填後２〜３分で取り外し、成形品
を取り外した状態で冷却することができ、成形サイクル
を短縮することができるという効果がある。

第４図は本発明に係る射出成形方法を達成する射出成形
装置の第２実施例を示す図であり、第４図のＬ軸方向お
よびＮ軸方向のキャビティの投影面積がほぼ等しい金型
に適用した例である。なお、第４図において、第１、２
図に示した第１実施例と同一の構成部材には第１、２図
の第１実施例の符号と同じ符号を付して、その構成部材
の説明を省略する。

第４図において、31はキャビティ31aを有する一対の金
型であり、金型31は第１、２図の固定側型板16、可動側
型板17、金型駒18および受板19と同じような構成部材に
より構成されるが、キャビティ31aのＬ軸方向およびＮ
軸方向の投影面積はほぼ等しくなっている。金型31と各
タイバー20aの間にはそれぞれ支持ブロック32および油
圧シリンダ33が設けられており、支持ブロック32はタイ
バー20aに支持されている。油圧シリンダ33は支持ブロ
ック32に支持されるとともに金型31に当接しており、各
油圧シリンダ33は作動すると支持ブロック32を介しての
タイバー20aの反力により金型31を押圧する。すなわ
ち、金型31はＬ軸方向両側およびＮ軸方向両側の４方向
から押圧されるようになっている。したがって、支持ブ
ロック32および油圧シリンダ33は金型31を可動側ダイプ
レート12の移動方向に直交するＬ軸方向およびＮ軸方向
から押圧すにる押圧機構34を構成する。

ここで、キャビティ31aに溶融樹脂が射出充填される
と、キャビティ31aのＬ軸方向およびＮ軸方向の投影面
積はほぼ等しいので、金型31は第４図の仮想線に示すよ
うに変形しようとするが、押圧機構34によりその変形が
防止される。したがって、本実施例は第１、２図に示す
第１実施例と同様の効果を得ることができ、また、第１
実施例同様ゲートシール射出成形法による場合と、ゲー
トシール射出成形法およびキャビティユニット金型の両
方を用いる場合との射出成形に適用することにより、第
１実施例と同様の多大なメリットを得ることができる。

なお、押圧機構25、34の数および配置は特定されるもの
ではなく、金型が変形し易い個所に必要な数だけ押圧機
構25、34を設けるようにすればよい。

また、押圧機構25、34は例えばカム駆動、電磁駆動によ
る構造であってもよい。

（効果） 本発明によれば、金型を型締め方向と直交する方向に押
圧するようにしているので、金型強度が弱い場合でも、
型締力方向に対し直交する方向の金型の変形を防止で
き、金型の小型化および成形品コストの低減を図りなが
ら成形品の精度を向上することができる。これに加え
て、金型が、少なくとも一方の型板に金型駒が嵌装さ
れ、型板および金型駒が当接することによりキャビティ
を画成するように構成されるので、金型駒のみを交換す
れば、金型で異なる成形品を容易に成形することができ
る。また、金型を製造するに際し、鏡面の加工を容易に
行なうことができる。すなわち、キャビティは凹んでい
るため金型に対してそのキャビティ面を鏡面加工するこ
とは非常に難しいが、金型駒を別体とすることで、鏡面
の加工を容易に行なうことができる。また、鏡面には最
も高い樹脂圧が加わるので非常に傷み易いが、この部分
を金型駒としているので、金型駒を交換するだけで金型
の修理を非常に容易に行なうことができる。

また、本発明によれば、射出成形機で樹脂の射出、充填
を行なう前に、キャビティユニット金型を型締めすると
ともに、金型の間にキャビティを形成し、次いで、型締
め方向に直交する方向の押圧力で押圧した後、キャビテ
ィ内に樹脂を射出、充填し、次いで、キャビティユニッ
ト金型を射出成形機から取り外して別の場所に移動し、
そこでキャビティユニット金型内の成形品を冷却するよ
うにしているので、冷却のためにキャビティユニット金
型を射出成形機に長時間取付けたまにしないでも射出充
填後に短時間で取り外し、成形品を取り外した状態で冷
却することができ、形成サイクルを短縮することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本発明に係る射出成形装置の第１実施例を
示す図であり、第１図は一部断面を含むその要部正面
図、第２図は第１図におけるＸ−Ｘ矢視断面図、第３図
はその射出充填後のキャビティ内の樹脂圧力の変化を示
すグラフ、第４図は本発明に係る射出成形装置の第２実
施例を示すその要部断面図、第５〜10図は従来の射出成
形装置を示す図であり、第５図は一部断面を含むその要
部正面図、第６図は第５図におけるＹ−Ｙ矢視断面図、
第７図はその金型の要部断面図、第８図は第７図におけ
るＺ−Ｚ矢視断面図、第９図は第８図におけるＶ−Ｖ矢
視断面図、第10図はその金型の要部拡大断面図である。 11……固定側ダイプレート、 12……可動側ダイプレート、 13、14、31……一対の金型、 15、31a……キャビティ、 16……固定側型板（型板）、 17……可動側型板（型板）、 18……金型駒、 20……型締機構、 20a……タイバー、 25、34……押圧機構。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】それぞれが型板を有し、少なくとも一方の
   型板に金型駒が嵌装され、型板および金型駒によりキャ
   ビティを画成する一対の金型と、前記一対の金型を型締
   めする型締機構と、前記一対の金型に型締め方向と直交
   する方向の押圧力を発生させる押圧機構と、を有するこ
   とを特徴とする射出成形装置。
2. 【請求項２】一対の金型を互いに当接させて型締めする
   と共に該金型の間にキャビティを形成し、次いで型締め
   状態の金型を型締め方向に直交する方向の押圧力で押圧
   した後、キャビティ内に樹脂を射出、充填することを特
   徴とする射出成形方法。
3. 【請求項３】射出成形機にキャビティユニット金型を装
   着し、該射出成形機によってキャビティ内に樹脂を射
   出、充填した後、前記キャビティユニット金型を射出成
   形機から取り外して別の場所に移動し、そこでキャビテ
   ィユニット金型内の成形品を冷却するようにした射出成
   形方法において、前記射出成形機で樹脂の射出、充填を
   行なう前に、キャビティユニット金型を型締めするとと
   もに、金型の間にキャビティを形成し、次いで、型締め
   方向に直交する方向の押圧力で押圧した後、キャビティ
   内に樹脂を射出、充填することを特徴とする射出成形方
   法。