JP4211555B2 - コアバック射出成形方法および射出成形品 - Google Patents

Description

本発明は、射出成形において型を移動させながら行うコアバック射出成形に関するものであり、より詳しくは発泡成形におけるコアバックのための型の移動と成形品取出しのための型の移動とに関するものである。

従来、射出成形を基とした発泡成形は知られており、自動車内装部品等がこの発泡成形により成形されている。発泡成形には発泡剤の種類により、化学発泡剤による発泡成形と、二酸化炭素ガス、窒素ガスを直接注入するガス発泡成形とがある。そして、金型を用いた射出発泡成形では、発泡剤（ガスもしくは化学発泡剤）入りの樹脂を射出／充填後金型を開き樹脂を発泡させるコアバック成形が一般的である。コアバック成形は金型のコアを移動させて、金型のキャビティの拡大を行うものである。
コアバック成形では、プラテンの動作によるコアバック、テーパー状の受圧ブロックの移動によるコアバック、型締め圧／射出圧を受圧可能な可動式コアバックプレートを移動させるコアバックプレートを移動させるコアバックなどがある。
そして、射出成形機の型締め装置における移動型の駆動を油圧シリンダーにより行うものとしては、油圧シリンダーへの供給油量を型開閉速度に対応して制御するために、型開閉用の油圧シリンダーに圧油を、主油圧ポンプと複数個の増速油圧ポンプとにより供給するものが知られている（例えば、特許文献１を参照）。
また、油圧シリンダーにより移動する移動コアにより、一次射出の後に二次射出のゲートを開き二次射出を行うものも知られている（例えば、特許文献２）。

特開平７−８０９０４号公報 特開平１０−１５９９２号公報

しかし、従来のコアバック構成において、プラテン動作によるコアバックや、テーパー状の受圧ブロックの移動によるコアバック、油圧シリンダーで受圧している専用コアバックプレートを移動させるコアバックなどには、それぞれ短所が見られるものである。
プラテン動作によるコアバックでは、大型の大重量プレート動作のため、速度制御、停止位置精度の確保が困難である。テーパー状の受圧ブロックの移動によるコアバックは、射出充填時の大きな型締め力／射出圧を受けるため、プレートのかじり等が発生し、スムーズな動作が困難である。油圧シリンダーで受圧している専用コアバックプレートを移動させるコアバックは、型締め圧／射出圧に耐えられる大型の油圧シリンダー、又は、大型サーボモーターが必要で非常に大掛かりな仕掛けが必要であり、特許文献１や２に見られるような油圧シリンダーを用いる場合には、速度制御および停止位置制御が困難である。
特に、一つの成形機内で二種類の材料を成形する二色射出成形ではコアバックを行う場合には、これらのことより、安定的に動作可能な機構がない。

本発明は、型締め圧・射出圧の受圧において、可動式受圧ブロックにより受圧するものである。そして、可動プラテンによる除圧・上昇（１段目コアバック）が行われることにより、受圧ブロックにかかる型締め射出圧を軽減する。また、除圧が行われることにより、固定型側にはかかる力が金型重量のみとなり、受圧ブロックを容易に動作させることができる。
この後に、固定型下のモーター（又は油圧シリンダー）で型開き（２段目コアバック）を行う。そして、型開き量／型開き速度をサーボ制御することで、速度制御／停止位置制御を精度よくおこなうことができる。この制御において、サーボ機構が型締め力を受圧する必要が無いため、型開きを行うための機構を小型化することが可能である。

本発明を、発泡樹脂・非発泡樹脂の２色成形に応用することも可能である。
２色成形を行う場合には、プラテン上昇時に発泡樹脂型と共に非発泡樹脂型もコアバックしてしまうため、上記の同様の方法では、非発泡樹脂の成形品質確保が困難である。
そこで、発泡樹脂の品質を確保するべく、発泡樹脂を射出充填した後に除圧して、再型締めを行うものである。そして、非発泡樹脂を射出成形するため、非発泡樹脂の射出成形において可動プラテンの移動による影響を受けない。
また、型締めによる発泡成形品質の悪影響に対応すべく、再型締めによる発泡可動型位置の変動に同期させて、発泡固定型下のモーター（または油圧シリンダー）をサーボ制御することで、発泡固定型への再型締めによる位置変動を解消し、かつ、速度制御／停止位置制御の精度を向上できる。

すなわち、請求項１に記載のごとく、１つ又は２つ以上の固定型と、前記固定型と同数の可動型とを対向に配設し、前記固定型と前記可動型とを各組、型締め状態とした後、全ての可動型を、型開き方向に所定距離移動させることにより、前記固定型が受ける型締め圧および射出圧を除圧する第１のステップと、少なくとも１つ以上の固定型を、型開き方向に所定距離移動させる第２のステップと、を含むコアバック射出成形方法を用いる。

請求項２に記載のごとく、前記第１のステップと前記第２のステップの間において、固定型に着脱可能に附設された受圧ブロックを該固定型から除去するステップを含むコアバック射出成形方法を用いる。

請求項３に記載のごとく、前記第２のステップにおいて、少なくとも１つ以上の固定型を、型開き方向に所定距離移動させると同時に、前記第１のステップにおいて所定距離移動させた全ての可動型を、型締め方向に所定距離移動させるコアバック射出成形方法を用いる。

請求項４に記載のごとく、前記第２のステップにおいて、少なくとも１つ以上の固定型をサーボモーター制御により所定距離移動させるコアバック射出形成方法を用いる。

請求項５に記載のごとく、前記第２のステップにおいて、少なくとも１つ以上の固定型を油圧制御により所定距離移動させるコアバック射出成形方法を用いる。

請求項１に記載のごとく、１つ又は２つ以上の固定型と、前記固定型と同数の可動型とを対向に配設し、前記固定型と前記可動型とを各組、型締め状態とした後、全ての可動型を、対向する固定型に対して型開き方向に所定距離移動させることにより、前記固定型が受ける型締め圧および射出圧を除圧する第１のステップと、少なくとも１つ以上の固定型を、型開き方向に所定距離移動させる第２のステップと、
を含むコアバック射出成形方法を用いるので、
第１のステップと第２のステップとによる２段式コアバック方法により、型開きの速度制御、および固定型の停止位置制御の精度向上が達成される。

請求項２に記載のごとく、前記第１のステップと前記第２のステップの間において、固定型に着脱可能に附設された受圧ブロックを該固定型から除去するステップを含むコアバック射出成形方法を用いるので、
２段式コアバック方法により、型開きの速度制御、および固定型の停止位置制御の精度向上が達成される。さらに、固定型にかかる負荷を軽減でき、固定型の制御装置の小型化も達成される。

請求項３に記載のごとく、前記第２のステップにおいて、少なくとも１つ以上の固定型を、型開き方向により所定距離移動させると同時に、前記第１のステップにおいて所定距離移動させた全ての可動型を、再び型締め方向に所定距離移動させるコアバック射出成形方法を用いるので、
２段式コアバック方法により、型開きの速度制御、および固定型の停止位置制御の精度向上が達成される。そして、固定型にかかる負荷が少ない状態で固定型の制御を行うので、制御装置の小型化も達成される。

請求項４に記載のごとく、前記第２のステップにおいて、少なくとも１つ以上の固定型をサーボモーター制御により所定距離移動させるコアバック射出成形方法を用いるので、簡単な構成により、型開きの速度制御、および固定型の停止位置制御の精度が向上できるとともに、固定型制御装置の整備性を向上できる。

請求項５に記載のごとく、前記第２のステップにおいて、少なくとも１つ以上の固定型を油圧制御により所定距離移動させるコアバック射出成形方法を用いるので、
簡単な構成を用いて、型開きの速度制御、および固定型の停止位置制御の精度向上が達成される。そして、固定型の制御装置の小型化も達成される。

射出発泡成形における、コアバックの制御を高い精度で行うとともに、二色成形にも対応可能とするという目的を、２段式コアバック方法により実現した。

次に、本発明の実施例について、図を用いて説明する。
図１は成形機の全体構成を示す側面断面図である。
図１に示すごとく、成形機１は、可動プラテン２、可動型３、発泡固定型４、取付板５、受圧ブロック８、基部７、ロッド６・６とにより構成されている。可動プラテン２はガイド９に沿って移動可能に構成されており、可動プラテン２の移動範囲の調節はガイド９に取付けられたストッパ１０により行う。可動プラテン２には可動型３が取付けられており、取付板５には発泡固定型４が設置されている。可動型３と発泡固定型４とを組み合わせることにより、キャビティ１１を構成する。
取付板５はロッド６に接続されており、ロッド６により位置調節可能となっている。そして、取付板５と基部７との間には受圧ブロック８を配設可能に構成している。ロッド６にはモーターが接続されており、モーターによりロッドを回動して取付板５の位置調節を行うものである。位置制御にモーターを利用することにより、精度の高い位置制御を簡便な構成により行うことができる。
取付板５の位置調節手段としては、この他に油圧を利用することも可能である。油圧シリンダーにより取付板５の位置調節を行う場合には、取付板５への付勢力を容易に変更可能である。

可動プラテン２の下面に取付けられた可動型３は、下方に位置する発泡固定型４に押し付けられている。そして、発泡固定型４は取付板５を介して、ロッド６および受圧ブロック８・８により支持されるものである。キャビティ１１には図示しないゲートが接続されており、ゲートより樹脂などがキャビティ１１内に射出される。キャビティ１１内の圧力は、可動プラテン２および受圧ブロック８に伝達されるものである。

次に、成形機１による射出発泡成形について説明する。
図２は可動プラテンによる除圧構成を示す図であり、図３は受圧ブロック除去状態を示す図であり、図４は発泡固定型下降状態を示す図である。
まず、図１に示す状態において、可動型３と発泡固定型４との間に構成されるキャビティ１１に発泡樹脂の射出が行われる。キャビティ１１に射出された発泡樹脂は発泡しながら体積を増る。これに応じて、図２に示すごとく、可動プラテン２をガイド９に沿って垂直方向に移動させる。可動プラテン２はガイド９に設けられたストッパ１０により移動を停止し、キャビティ１１の容積増大が停止する。この状態において、可動型３の受ける圧力は可動プラテン２により、発泡固定型４の受ける圧力は受圧ブロック８により受け止められている。これにより、発泡樹脂を射出して発泡させながら所定の形状に成形することができるものである。すなわち、可動型３を発泡固定型４と対向する方向に対し逆方向（型開き方向）に所定距離移動させることにより、可動型３が受ける型締め圧と射出圧とを除圧するものである。

そして、発泡樹脂の成形が終了した後には、図３に示すごとく、受圧ブロック８が取り除かれ、取付板５の移動を妨げない位置に受圧ブロック８が移動する。受圧ブロック８は基部７に沿って水平方向に移動し、取付板５の直下を避けた位置に保持される。
射出成形時に受圧ブロック８と発泡固定型４とを当接させることにより、発泡固定型４の位置を受圧ブロック８により保持するものである。

受圧ブロック８による取付板５の支持を解除した後に、図４に示すごとく、取付板５をロッド６の回動により下降させ型開きを行う。ロッド６には螺子溝が設けられており、取付板５はロッド６に螺装されている。ロッド６を回動させることにより、取付板５がロッド６に沿って上下方向に移動可能となっている。ロッド６は図示しないモーターに接続されており、モーターによりロッド６を駆動して型開きの速度を一定とすることができる。
また、このような構成を用いることにより、固定型の下降速度を容易にサーボ制御することができる。

次に、２層成形への応用例について説明する。
図５は２成形機全体構成を示す図であり、図６は２成形機の可動プラテンによる除圧過程を示す図であり、図７は受圧ブロック除去の過程を示す図であり、図８は発泡固定型下降の過程を示す図である。
成形機２１は、可動プラテン２２、可動型３、上部型２３、発泡固定型４、下部型２４、取付板５、受圧ブロック８、台座２５、基部２７、ロッド６・６とにより構成されている。可動プラテン２２の端部にはガイド９・９が挿嵌されており、可動プラテン２２がガイド９に沿って移動可能構成されている。可動プラテン２２の移動範囲の調節はガイド９に取付けられたストッパ１０により行り、本実施例においてはストッパ１０により可動プラテン２２の上昇位置の上限が設定される。

可動プラテン２２には可動型３および上部型２３が取付けられている。可動型３は発泡固定型４と嵌合するものであり、発泡固定型４は取付板５上に配設されている。取付板５はロッド６・６を螺装するとともに、受圧ブロック８・８により支持されている。
そして、可動プラテン２２に取付けられた上部型２３は、下部型２４と嵌合するものであり、下部型２４は台座２５上に配設されるものである。台座２５は基部２７上に配設されるものである。

２層成形機２１において、上部型２３と下部型２４とは通常射出成形を行うためのものであり、可動型３と発泡固定型４は発泡射出成形を行うためのものである。
２層成形機２１は通常射出成形により成形されたものを、発泡射出成形用のキャビティ内に導入して発泡射出成形するものである。これにより、通常の射出成形により形成された層と発泡成形により形成された層の２つの層をもつ２層成形品を得るものである。
まず、上部型２３と下部型２４とにより通常の射出成形を行う。そして、成形されたものを可動型３および発泡固定型４とにより構成されるキャビティ内に配設し、キャビティ内に発泡樹脂を射出する。

キャビティ内に射出された発泡樹脂は発泡しながら体積を増し、図６に示すごとく、可動プラテン２２がガイド９に沿って垂直方向に移動する。可動プラテン２２はガイド９に設けられたストッパ１０に当接して移動を停止し、キャビティ１１の容積増大が停止する。この状態において、可動型２の受ける圧力は可動プラテン２２により、発泡固定型３の受ける圧力は受圧ブロック８により受け止められている。これにより、発泡樹脂を射出して発泡させながら所定の形状に成形することができるものである。
そして、発泡樹脂の成形が終了した後には、図７に示すごとく、受圧ブロック８が取り除かれ、取付板５の移動を妨げない位置に受圧ブロック８が移動する。この後に、図８に示すごとく、取付板５をロッド６の回動により下降させて発泡射出成形側型開きを行う。
発泡固定型４の下降を、可動プラテン２２の下降に同期させて行うことにより、発泡固定型４と可動プラテン２２との距離を保ちながら、通常射出成形用の上部型２３と下部型２４との型締めを行うことができる。

可動型３および発泡固定型４とにより発泡成形を行った後に、上部型２３と下部型２４とにより通常の射出成形を行う場合は、可動プラテン２２を型締め方向に移動させて行うものである。すなわち、可動プラテン２２は発泡成形時に型開き方向に所定距離移動し、通常射出成形前に型締め方向に所定距離移動するものである。これにより、発泡材料と非発泡材料の成形を効率的に行うことができる。

成形機の全体構成を示す側面断面図。 可動プラテンによる除圧構成を示す図。 受圧ブロック除去状態を示す図。 発泡固定型下降状態を示す図。 ２成形機全体構成を示す図。 ２成形機の可動プラテンによる除圧過程を示す図。 受圧ブロック除去の過程を示す図。 発泡固定型下降の過程を示す図。

符号の説明

１ 成形機
２ 可動プラテン
３ 可動型
４ 発泡固定型
５ 取付板
６ ロッド
７ 基部
８ 受圧ブロック
９ ガイド
１０ ストッパ
１１ キャビティ

Claims (5)

1. １つ又は２つ以上の固定型と、前記固定型と同数の可動型とを対向に配設し、
   前記固定型と前記可動型とを各組、型締め状態とした後、
   全ての可動型を、型開き方向に所定距離移動させることにより、前記固定型が受ける型締め圧および射出圧を除圧する第１のステップと、
   少なくとも１つ以上の固定型を、型開き方向に所定距離移動させる第２のステップと、を含むことを特徴とするコアバック射出成形方法。
2. 前記第１のステップと前記第２のステップの間において、固定型に着脱可能に附設された受圧ブロックを該固定型から除去するステップを含むことを特徴とする請求項１記載のコアバック射出成形方法。
3. 前記第２のステップにおいて、少なくとも１つ以上の固定型を、型開き方向に所定距離移動させると同時に、前記第１のステップにおいて所定距離移動させた全ての可動型を、再び型締め方向に所定距離移動させることを特徴とする請求項１又は２記載のコアバック射出成形方法。
4. 前記第２のステップにおいて、少なくとも１つ以上の固定型をサーボモーター制御により所定距離移動させることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のコアバック射出形成方法。
5. 前記第２のステップにおいて、少なくとも１つ以上の固定型を油圧制御により所定距離移動させることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のコアバック射出形成方法。