JPH081733A - 射出成形金型装置 - Google Patents

射出成形金型装置

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JPH081733A
JPH081733A JP2333295A JP2333295A JPH081733A JP H081733 A JPH081733 A JP H081733A JP 2333295 A JP2333295 A JP 2333295A JP 2333295 A JP2333295 A JP 2333295A JP H081733 A JPH081733 A JP H081733A
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valve shaft
sprue bush
gate
mold
gap
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JP2333295A
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Kaoru Yanagisawa
薫 柳沢
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Nissei Plastic Industrial Co Ltd
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Nissei Plastic Industrial Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/26Moulds
    • B29C45/27Sprue channels ; Runner channels or runner nozzles
    • B29C45/2701Details not specific to hot or cold runner channels
    • B29C45/2703Means for controlling the runner flow, e.g. runner switches, adjustable runners or gates

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
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  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Manufacturing Optical Record Carriers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 金型内においてゲート間隙を調整し、これに
より金型に充填される溶融した樹脂の流動速度を自由に
制御する。 【構成】 内端面がキャビティ2の中央に臨む固定金型
側のスプルーブッシュ5の対向位置に、可動金型側に軸
方向に可動自在に設けた弁軸6を設ける。キャビティ2
のゲート7をスプルーブッシュ5と弁軸6との間の周辺
部分により形成する。弁軸6の外端に該弁軸6を進退移
動する駆動装置9を設ける。弁軸6に位置検出器12を
設ける。弁軸6の検出位置を設定位置に対しフイードバ
ックして駆動装置9を作動し、弁軸6を設定位置に可動
してゲート間隙を設定間隙に調整

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は偏平な成形品、特にコ
ンパクトディスク、ビデオディスクなど薄肉で成形精度
が要求される円盤状の成形品の成形に適した射出金型装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】成形精度が要求されるコンパクトディス
ク等の射出成形では、キャビティ内に樹脂を充填する際
に、スクリユ前進速度を多段に制御して充填樹脂の流動
速度を制御している。この多段制御は、溶融樹脂がスプ
ルーからキャビティ外周部分に到達するまでの間の流れ
の変化に対応させるためであって、成形状態が良好な製
品の成形に欠くことのできぬ要件とされている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これま
での多段制御は、キャビティのゲート間隙が一定である
ため、射出装置のスクリユを多段に制御して行ってお
り、またその制御の設定値は、試打ちを繰り返し行った
結果や流動解析結果を踏まえて決定されることから、オ
ールラウンド的な中間値になり易く、例えばメルトフロ
ント(樹脂の流動先端)の速度を一定にするために、射
出速度を上げようとしても、射出装置の能力限界により
上限値が制限されてしまい、成形品によってはフローマ
ークやシルバー、反りなどが発生し、複屈折、重量の不
均一、転写等の製品評価値を達成することができないこ
とがある。
【0004】特にコンパクトディスクのような円盤状で
肉厚が一定な成形品を、中央部から射出を行って成形す
る場合には、キャビティ内の樹脂のメルトフロントの速
度は、充填が進むに従い関数的に遅くなって成形品の内
周側と外周側の密度に差が生じ易くなり、一定の復屈折
を得難いものとなる。
【0005】この発明は上記事情から考えられたもので
あって、その目的は金型内においてゲート間隙を調整
し、これにより金型に充填される溶融した樹脂の流動速
度を、自由に制御することができる新たな射出成形金型
装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的によるこの発明
は、内端面がキャビティの中央に臨むスプルーブッシュ
を備えた固定金型と、そのスプルーブッシュの対向位置
に弁軸を軸方向に可動自在に設けた可動金型とからな
り、キャビティのゲートを上記スプルーブッシュと弁軸
との間の周辺部分により形成した射出金型と、上記弁軸
の外端に位置して該弁軸を進退移動する駆動装置と、上
記射出金型に設けられた弁軸の位置検出器と、弁軸の検
出位置を設定位置に対しフイードバックして上記駆動装
置を作動し、弁軸を設定位置に可動してゲート間隙を設
定間隙に調整するサーボ位置制御装置とからなる射出成
形金型装置にある。
【0007】またこの発明は、内端面がキャビティの中
央に臨む軸方向に可動自在なスプルーブッシュを備えた
固定金型と、そのスプルーブッシュの対向位置に弁軸を
設けた可動金型とからなり、キャビティのゲートを上記
スプルーブッシュと弁軸との間の周辺部分により形成し
た射出金型と、上記スプルーブッシュを進退移動する駆
動装置と、上記射出金型に設けられたスプルーブッシュ
の位置検出器と、スプルーブッシュの検出位置を設定位
置に対しフイードバックして上記駆動装置を作動し、ス
プルーブッシュを設定位置に可動してゲート間隙を設定
間隙に調整するサーボ位置制御装置とからなる射出成形
金型装置にある。
【0008】上記射出成形金型装置の射出金型は、可動
金型の移動によりキャビティ容積が可変する構成よりな
る。
【0009】
【作 用】上記構成では、射出開始前に射出制御装置側
からの指令をサーボ位置制御装置に入力し、駆動装置に
より弁軸またはスプルブッシュを設定位置まで前進作動
して、ゲート間隙を狭く制限するか、または閉鎖して溶
融した樹脂の射出を開始すると樹脂圧が設定圧に達する
ようになる。その時点でのサーボ位置制御装置の働きで
駆動装置が後退作動し、弁軸またはスプルブッシュ6が
設定位置まで後退する。このこれに伴いゲート間隙も後
退量に等しく広く形成されるから、スプルー部分の溶融
した樹脂はゲートからキャビティに流入する。
【0010】キャビティへの樹脂の流入により、弁軸ま
たはスプルブッシュに作用する樹脂圧は低減するが、充
填量が増すと再び弁軸またはスプルブッシュに樹脂圧が
作用し、この樹脂圧が設定圧に達するとサーボ位置制御
装置の働きで前記と同様に設定位置まで弁軸またはスプ
ルブッシュが後退して、ゲート間隙を広く形成して樹脂
の流入を容易となす。そのような段階的な調整は最終の
設定位置まで行われ、最終的にはゲート間隙を閉鎖して
保圧に移行することになる。
【0011】
【実施例】この実施例は、可動金型内の弁軸を軸方向に
移動して、ゲート間隙を調整する射出成形金型装置につ
いてを具体的に説明するものである。
【0012】図中1は射出金型で、互いに嵌合して円盤
状のキャビティ2を形成する固定金型3と可動金型4と
からなる。
【0013】上記固定金型3の中央部には、内端面がキ
ャビティ2の中央に臨むスプルーブッシュ5が嵌挿して
ある。また可動金型4の中央部には、上記スプルーブッ
シュ5と同径でポンチを兼ねる弁軸6が、該スプルーブ
ッシュ5に対向位置させて軸方向に移動自在に嵌挿して
あり、この弁軸6とスプルーブッシュ5の間の周辺部分
によって、キャビティ中央部に位置する環状のゲート7
が形成されいる。
【0014】上記弁軸6の外端にはロードセル8を介し
て該弁軸6を進退移動する油圧作動の駆動装置9のピス
トン10が接続してあり、そのロードセル8により弁軸
6に作用する樹脂圧を検出することができるようにして
ある。
【0015】また弁軸6は外端部に取付けた部材11を
介して、金型外部に設けたリニアエンコーダなどによる
位置検出器12と接続され、常時電気的に検出された位
置からゲート間隙を知ることができるようになってい
る。
【0016】この位置検出器12と上記ロードセル8か
らの位置及び圧力検出信号は、射出装置側からの指令信
号を受入れるサーボ増幅器13に入力され、弁軸6の位
置を設定位置に対しフイードバックしてサーボ弁14に
入力し、上記駆動装置9を作動して弁軸6を進退移動
し、ゲート間隙を設定間隙に調整することができるよう
になっている。
【0017】15は射出シリンダで、メルトゾーン17
に計量樹脂16の逆流を阻止するチェッキバルブ18を
有する射出スクリユ19を有し、ノズルは上記スプルー
ブッシュ5の外端にタッチしている。
【0018】20はスリーブ、21は突出スリーブ、2
2は弁軸6に挿通したノックアウトピン、23はスタン
パ内周押さえである。
【0019】なお、図示の例はロードセル8により樹脂
圧を検出しているが、キャビティ2に鎖線にて示すよう
に、樹脂圧センサー24を設けて圧力検出を行ってもよ
い。また弁軸6の位置制御に油圧作動の駆動装置9とサ
ーボ弁14とを用いているが、駆動装置9をボールネジ
構造とし、これをACサーボモータにより駆動しても位
置制御が行えるので、この発明では位置制御を特に油圧
駆動に限定されるものではない。
【0020】次に上記射出金型装置の射出成形動作につ
いて説明する。まず射出開始前に、射出制御装置側から
の指令をサーボ増幅器13を介してサーボ弁14に入力
し、駆動装置9により弁軸6を設定位置まで前進作動し
て、ゲート間隙を図2に示すように狭く制限するか、ま
たは閉鎖して流動抵抗が生ずるようにする。また弁軸6
の内端位置は常時位置検出器により計測され、その計測
値はサーボ増幅器13に入力されて設定値に対しフイー
ドバックされている。
【0021】かかる状態にて溶融樹脂の射出を開始する
と、ゲート7における流動抵抗によって、射出初期のス
クリユ19の僅かな前進移動であっても、スクリユ前方
の計量樹脂の圧力がメルトゾーン側の樹脂圧よりも大き
くなり、チェッキバルブ18の前後の樹脂圧に差圧が発
生する。この差圧によりチェッキバルブ18は閉じて、
計量樹脂16のメルトゾーン側への逆流が防止される。
【0022】また弁軸6に作用する樹脂圧は、上記ロー
ドセル8により検出され、その検出値は上記サーボ増幅
器13に入力される。
【0023】樹脂圧が設定圧に達すると、指令によるサ
ーボ弁13の働きで駆動装置9が後退作動し、弁軸6を
設定位置まで後退する。このこれに伴いゲート間隙も後
退量に等しく広く形成されるから、スプルー部分の溶融
した樹脂はゲート7からキャビティ2に流入する。
【0024】またキャビティ2への樹脂の流入により、
弁軸6に作用する樹脂圧は低減するが、充填量が増すと
再び弁軸6に樹脂圧が作用し、この樹脂圧が設定圧に達
するとサーボ弁13の働きで前記と同様に設定位置まで
弁軸6が後退して、ゲート間隙を広く形成して樹脂の流
入を容易となす。そのような段階的な調整が図3に示す
最終の設定位置まで行われてのち設定圧をロードセル8
が検出すると、上記サーボ制御により駆動装置9が作動
して弁軸6を前進移動し、ゲート7の間隙を狭くして行
く。
【0025】これにより樹脂の流れは制限され、キャビ
ティ2の樹脂に不当な樹脂圧が加わるのが防止される。
最終的にはゲート間隙を閉鎖して更に保圧し、その後に
弁軸6を利用してのゲート押し切り工程等に移行する。
したがって後退量の制御によりキャビティ2への樹脂の
流動速度を任意に制御することができる。このとき弁側
6の周囲のエッジにより樹脂は剪断発熱する。
【0026】上記実施例では、キャビティ内の樹脂圧に
応じてゲート7の間隙を多段に調整しているが、この調
整は連続的に行ってもよく、また実施例を省略したが、
調整は射出装置15のスクリユ位置に応じて行ってもよ
い。
【0027】またスプルーブッシュ側を可動してゲート
間隙を調整する場合には、弁軸側に設けた駆動装置、位
置検出器、サーボ位置制御装置等を同様な構成の下にス
プルーブッシュ側に設ける。必要ならばその両方を相対
的に軸方向に可動して、ゲート間隙の調整を行うことも
できる。
【0028】
【発明の効果】この発明は上述のように、内端面がキャ
ビティの中央に臨むスプルーブッシュの対向位置に弁軸
を設けて、キャビティのゲートをスプルーブッシュと弁
軸との間の周辺部分により形成し、その弁軸またはスプ
ルーブッシュを軸方向に可動自在となして、駆動装置に
より進退移動できるようにするとともに、それらの位置
を検出器により検出できるようにし、しかる上にて弁軸
またはスプルーブッシュの検出位置を設定位置に対しフ
イードバックして上記駆動装置を作動し、弁軸またはス
プルーブッシュを設定位置に可動してゲート間隙を設定
間隙に調整するサーボ位置制御装置を設けてなることか
ら下記効果を奏する。
【0029】ゲートがスプルーブッシュと弁軸との間の
周辺部に形成され、成形品の主なる部分を成形する部分
に隣接しており、可動部の重量も小さいことから、ゲー
ト間隙の調整による樹脂の流動制御が迅速に行われ、ま
た短ストロークで実施されるので、高流動性樹脂の高速
充填などにみられる成形品外周のバリの発生をも防止で
きる。
【0030】位置検出器からの検出信号をサーボ増幅器
に入力し、弁軸またはスプルブッシュの進退位置を設定
位置に対しフイードバックしてサーボ弁に入力し、駆動
装置を作動して、ゲート間隙を設定間隙に調整すること
ができるので、射出側の多段階のプロセス制御と併用す
ることができ、これまで設定値が中間的なものに制限さ
れた従来の射出制御を更に厳密なものとなすことができ
る結果、成形品に応じた最適な成形条件を設定して、コ
ンパクトディスクのような薄肉で成形精度が要求される
成形品を成形することが可能となる。
【0031】駆動装置を作動してゲート間隙を任意に調
整できることから、樹脂の剪断発熱により樹脂温の低下
を防ぐこともでき、スキン層の形成が均一化されてゲー
ト中央部から外周にかけての圧力勾配の発生も少なくて
済む。したがって、内部歪みが少なく複屈折や転写など
均一で良好な成形品が得られる。またゲート間隙を大き
くして低圧射出を行うこともでき、ゲート間隙と流動速
度に起因しているフローマークなどの発生も防止し得
る。
【0032】ゲートを形成する弁軸及びスプルブッシュ
の内端面の受圧面積はきわめて小さいことから、弁軸の
駆動出力小さくて済み、サーボ制御も出力の小さいとこ
ろで制御を行い得るので、効率や応答性がよく、駆動出
力が小さいために安定性にも優れ、駆動装置を小型に設
計できるので、コストの点でも有利である。
【0033】射出初期にゲート間隙を小さくまたは閉鎖
して、キャビティへの溶融樹脂の流入を制限できるの
で、射出スクリユの僅かな前進移動でも計量樹脂の圧力
が高くなり、メルトゾーン側よりもスクリユ前方の樹脂
圧が高くなって、そこに差圧が発生することから、射出
スクリユの前進に伴うチェッキバルブの閉作動が敏速か
つ確実に生ずる。したがって樹脂の充填量に過不足がな
く、薄肉な成形品をも精度よく成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明に係る射出金型装置の1実施例の略
示断面図である。
【図2】 ゲート間隙を狭く調整した場合のゲート部分
の断面図である。
【図3】 ゲート間隙を最も広く調整した場合のゲート
部分の断面図である。
【符号の説明】
1 金型 2 キャビティ 3 固定金型 4 可動金型 5 スプルーブッシュ 6 弁軸 7 ゲート 8 ロードセル 9 駆動装置 10 ピストン 12 位置検出器 13 サーボ増幅器 14 サーボ弁

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内端面がキャビティの中央に臨むスプル
    ーブッシュを備えた固定金型と、そのスプルーブッシュ
    の対向位置に弁軸を軸方向に可動自在に設けた可動金型
    とからなり、キャビティのゲートを上記スプルーブッシ
    ュと弁軸との間の周辺部分により形成した射出金型と、
    上記弁軸の外端に位置して該弁軸を進退移動する駆動装
    置と、上記射出金型に設けられた弁軸の位置検出器と、
    弁軸の検出位置を設定位置に対しフイードバックして上
    記駆動装置を作動し、弁軸を設定位置に可動してゲート
    間隙を設定間隙に調整するサーボ位置制御装置とからな
    ることを特徴とする射出成形金型装置。
  2. 【請求項2】 内端面がキャビティの中央に臨む軸方向
    に可動自在なスプルーブッシュを備えた固定金型と、そ
    のスプルーブッシュの対向位置に弁軸を設けた可動金型
    とからなり、キャビティのゲートを上記スプルーブッシ
    ュと弁軸との間の周辺部分により形成した射出金型と、
    上記スプルーブッシュを進退移動する駆動装置と、上記
    射出金型に設けられたスプルーブッシュの位置検出器
    と、スプルーブッシュの検出位置を設定位置に対しフイ
    ードバックして上記駆動装置を作動し、スプルーブッシ
    ュを設定位置に可動してゲート間隙を設定間隙に調整す
    るサーボ位置制御装置とからなることを特徴とする射出
    成形金型装置。
  3. 【請求項3】 射出金型は可動金型の移動によりキャビ
    ティ容積が可変する構成よりなることを特徴とする請求
    項1または3記載の射出成形金型装置。
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