(57)【要約】【課題】通常の成形では成形材料が充填しない、または充填しにくい薄肉の部位を有する成形品を、特殊な成形機や装置を必要とせず、金型表面の形状を精度良く転写し、効率良く成形する。【解決手段】成形材料を充填して成形品を成形する成形金型５０の一部を構成するキャビティブロック６４を有し、キャビティブロック６４の移動により成形金型５０に充填される成形材料の一部を所望の厚さまで圧縮する成形金型５０および成形機構２０からなる成形装置本体ＭＡを備え、作動ロッド２２からの力を増大して前記キャビティブロック６４に伝達し駆動するアクチュエータ２１を成形装置本体ＭＡに設けた。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形材料を充填して成形品を成形する成形用構成体の一部を構成する移動可能な成形用ブロック部材を有し、前記成形用ブロック部材の移動により前記成形用構成体に充填される成形材料の一部を所望の厚さまで圧縮する成形装置本体を備え、作動部材からの力を増大して前記成形用ブロック部材に伝達し前記成形用ブロック部材を駆動するアクチュエータを前記成形装置本体に設けたことを特徴とする成形装置。
【請求項２】
外部からの力を受ける作動部材と、前記作動部材よりも断面積の大きい受圧部材と、前記受圧部材と連結され前記成形用ブロック部材に力を伝達する伝達部材と、これらの作動部材および受圧部材ならびに伝達部材を覆い保持するアクチュエータ筐体と、前記アクチュエータ筐体と前記作動部材および前記受圧部材の間に画成される密閉空間内に流体媒体を密封させた圧力伝達部と、前記圧力伝達部内の密閉性を保持するための封塞部材と、前記作動部材と前記受圧部材および前記受圧部材に連結された前記伝達部材を動作完了後に初期位置に後退させるための戻しばねと、アクチュエータ筐体内の空間にある空気をアクチュエータ筐体外に連通させるための空気逃がし通路から構成されるアクチュエータを前記成形装置本体に設けたことを特徴とする請求項１に記載の成形装置。
【請求項３】
前記成形装置本体と連動する成形品離型機構により、前記成形装置本体および成形品離型機構による成形工程に連動させて前記アクチュエータを動作させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の成形装置。
【請求項４】
前記成形用ブロック部材の移動により加圧される前記成形用構成体に充填された成形材料をオーバーフロー動作させる流出口を前記成形用構成体に設けたことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の成形装置。
【請求項５】
前記流出口を介してオーバーフロー動作により流出する成形材料の末端部から前記成形用構成体内の気体を排出する排出通路を前記成形用構成体に設けたことを特徴とする請求項４に記載の成形装置。
【請求項６】
前記成形用構成体へ成形材料を充填する流入口から所望の厚さに圧縮する部位の間、または、所望の厚さに圧縮する部位から成形材料のオーバーフロー動作を行わせる流出口の間に、他の部位より厚くした成形材料の誘導流路を設けたことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれかに記載の成形装置。
【請求項７】
前記成形用構成体へ成形材料を充填する流入口から所望の厚さに圧縮する部位以外に通じる流路、または、所望の厚さに圧縮する部位以外から成形材料のオーバーフロー動作を行わせる流出口に通じる流路に、絞りの流路を設けたことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれかに記載の成形装置。
【請求項８】
成形材料を充填して成形品を成形する成形用構成体を有する成形装置本体により成形品を成形するにあたり、成形材料の充填中もしくは充填後に、前記成形装置本体に設けたアクチュエータによって、外部からの力を増大して前記成形用構成体の一部を構成する成形用ブロック部材に伝達することにより前記成形用ブロック部材を駆動し、前記成形用ブロック部材の移動により前記成形用構成体に充填される成形材料の一部を所望の厚さまで圧縮することを特徴とする成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、成形装置および成形方法、特に、通常の成形では成形材料が充填しない、または充填しにくい薄肉の部位を有する成形品を、特殊な成形機や装置を必要とせず、金型表面の形状を精度良く転写し、効率良く成形することができる成形装置および成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、薄肉の部位を有する成形品を成形する場合、成形材料はその流動抵抗によって薄肉以外の部位から先に充填しやすく、薄肉の部位は充填タイミングが遅延する傾向にある。そのため、成形材料が薄肉の部位に完全に充填しないショートや、薄肉以外の部位へ分流した成形材料が再び薄肉の部位で合流するウェルドライン、その他、ガスやけや金型表面形状の転写不良等の成形不具合が、薄肉の部位に発生しやすい。これらの成形不具合は、製品外観上の意匠性を損なうだけでなく製品自体の強度を落とす主な原因になっていた。
【０００３】
そこで、成形品の肉厚差による成形材料の流動抵抗差を縮めるために、固定側金型と可動側金型とで形成されるキャビティの容積を、成形品の容積よりも大きく設定した状態で溶融樹脂を射出し、キャビティ内の樹脂が固化する前に、可動側金型の一部をなすコア金型部を前進させ、キャビティの容積を成形品形状に見合った大きさまで狭めると共に、コア金型部の前後進駆動源として圧縮用電動サーボモータを用い、その駆動力をトグルリンク機構を介してコア金型部に伝達するよう構成された成形機で成形する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この技術によれば、キャビティの容積を成形品の容積よりも大きく設定した状態で射出を行うようにしているので、極めて薄い部位を有する成形品の場合でも、低い射出圧力で充填可能であり、また、圧縮用の駆動源として圧縮用サーボモータを用い、その駆動力をトグルリンク機構を介してコア金型部に伝達するようにしているので、小さな推進力でほぼ型締め力に匹敵する大きな力を得ることができ、さらに、圧縮用サーボモータによって、コア金型部の位置を精度良く制御できるとされている。しかし、この技術においては、このような特殊の機能を有する成形機を必要とするため、汎用の成形機では成形できない問題がある。
【０００５】
一方、成形金型内にコア金型部すなわち入子を前後進させる油圧機構を入子背面に設け、あらかじめ入子を後退させてキャビティの隙間を拡大しておき、樹脂の充填を見計らって油圧機構を駆動して入子を前進させ、充填した樹脂を板厚方向に圧縮する技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
この技術によれば、特殊な成形機と金型を導入する必要がなく、汎用の成形機で成形できるとされている。しかし、成形機と金型とは別に、油圧機構を動作させるための油圧源と油圧機構とを結ぶホース、制御弁類が必要となる。また、油圧源と油圧機構を結ぶホースが長い場合、油圧機構の動作にタイムラグが発生し、樹脂をタイミング良く圧縮することが難しい。また、使用される油が体積圧縮されるために、油圧機構の位置精度が確保されにくい問題もある。さらに、油漏れ等も少なからず発生し、成形環境を汚染する原因にもなり、レンズ等の光学部品には適用が難しい。
【０００７】
【特許文献１】特開平９−２６７３６７号公報
【特許文献２】特開平７−２４１８９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、通常の成形では成形材料が充填しない、または充填しにくい薄肉の部位を有する成形品を、特殊な成形機や装置を必要とせずに、精度良くしかも効率良く成形することができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係る成形装置では、成形材料を充填して成形品を成形する成形用構成体の一部を構成する移動可能な成形用ブロック部材を有し、前記成形用ブロック部材の移動により前記成形用構成体に充填される成形材料の一部を所望の厚さまで圧縮する成形装置本体を備え、作動部材からの力を増大して前記成形用ブロック部材に伝達し前記成形用ブロック部材を駆動するアクチュエータを前記成形装置本体に設けたものである。
【００１０】
この発明に係る成形方法では、成形材料を充填して成形品を成形する成形用構成体を有する成形装置本体により成形品を成形するにあたり、成形材料の充填中もしくは充填後に、前記成形装置本体に設けたアクチュエータによって、外部からの力を増大して前記成形用構成体の一部を構成する成形用ブロック部材に伝達することにより前記成形用ブロック部材を駆動し、前記成形用ブロック部材の移動により前記成形用構成体に充填される成形材料の一部を所望の厚さまで圧縮するものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、通常の成形では成形材料が充填しない、または充填しにくい薄肉の部位を有する成形品を、特殊な成形機や装置を必要とせずに、精度良くしかも効率良く成形することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施の形態１．
この発明による実施の形態１を図１から図５までについて説明する。図１は実施の形態１に係る成形品の概観を示す斜視図である。図２（ａ）は実施の形態１における成形金型から離型された成形材料固化体を示す上面図である。図２（ｂ）は図２（ａ）のIIｂ−IIｂ線における断面図である。図３は実施の形態１における成形金型と成形機構を示す断面図である。図４は実施の形態１における成形機構の詳細を示す断面図である。図５は実施の形態１における成形方法を説明する工程断面図である。
【００１３】
図１において、成形品１０は、成形材料としてポリカーボネート樹脂（以下、ＰＣ樹脂と記す）から作製され、底面部４と側面部５から構成される箱型の成形品である。そして、底面部４には、通常の成形では充填しない、または充填しにくい薄肉の部位１を有しており、この部位１は成形工程中に圧縮して形成される圧縮部位（以下、圧縮部位１と記す）である。
また、成形材料をキャビティ流入口６から成形材料フローＣＶ１として圧縮部位１へ優先的に充填させるために、他の部位よりも厚くした圧縮部位１への誘導流路２と、圧縮した成形材料を、圧縮部位１からキャビティ流出口７へ成形材料フローＣＶ２として優先的に排出させるために、他の部位よりも厚くした圧縮部位１からの誘導流路３を有している。
【００１４】
図２はこの発明の実施の形態１で成形金型から離型された成形材料固化体１１の一部を示す平面図であり、図２（ａ）は上面図、図２（ｂ）はIIｂ−IIｂ線における断面図である。
この成形材料固化体１１は、成形品１０とオーバーフロー固化体８と、これらを連結する成形材料流路固化体９から成る。図１の成形品１０は、キャビティ流入口近傍の切断位置Ａとキャビティ流出口近傍の切断位置Ｂで、成形材料流路固化体９から切り離されたものである。
【００１５】
図３はこの発明の実施の形態１に係る成形金型と成形機構を示す断面図である。
図３において、成形金型５０は衝合面Ｄを境として第１の型５１と第２の型５２から構成されている。
第１の金型固定盤４１により固定される第１の型５１は、溶融成形材料の金型流入口５３と、金型流入口５３から衝合面Ｄに至る第１の成形材料流路５４が配設されている。
また、第１の型５１の衝合面Ｄには、成形品１０の底面部４の外側を規定するキャビティ５７ａが形成されている。
一方、第２の金型固定盤４２により固定される第２の型５２には、衝合面Ｄにおいて、第２の成形材料流路５５と、成形品１０の側面部５と底面部４の内側を規定するキャビティ５７ｂと、第３の成形材料流路５９と、オーバーフロー６０が形成されている。
なお、第２の型５２には、成形品１０の底面部４のうち圧縮部位１の内側を形成するキャビティブロック６４が組み込まれており、キャビティ５７ｂの一部を成している。
【００１６】
上記のように形成された第１の型５１と、第２の型５２を衝合面Ｄで密接させることにより、金型流入口５３から、第１の成形材料流路５４、第２の成形材料流路５５、キャビティ流入口５６、キャビティ５７、キャビティ流出口５８、第３の成形材料流路５９、オーバーフロー６０が直列に連結され、成形材料が充填する流路が構成される。
また、キャビティ５７ａと５７ｂが一体になることで、成形品１０の外形を規定するキャビティ５７が構成される。
【００１７】
ただし、上記のキャビティブロック６４は、圧縮部位１を成形工程中で圧縮するために、キャビティ５７を圧縮する方向に摺動できるようになっており、後で詳述する成形機構２０によって前進し、キャビティブロック用戻しばね６５によって初期位置に後退する構造になっている。
なお、キャビティブロック６４の初期位置は、圧縮部位１の厚さが圧縮部位１への誘導流路２と圧縮部位からの誘導流路３と同等になる位置で規定されているが、初期位置の状態で成形材料が十分に充填できれば、この限りではない。
そして、この実施の形態では、圧縮部位１は平面状であるが、形状は特に限定されるものではない。
【００１８】
また、第２の型５２には、成形材料が充填する流路内部、およびキャビティ内部のガスを排出するための流路が設けられており、オーバーフロー６０末端部のガス排出口６１から第２の型５２側面部の吸引装置取付口６３へ連通したガス排出路６２が配設されている。
また、第２の型５２には、成形品１０と成形材料流路固化体９、オーバーフロー固化体８（図２参照）を成形金型５０から離型するための機構も設けられている。離型の際、第１の成形材料流路５４の終端部とオーバーフロー６０の位置で、それぞれの固化体を突出すための離型ピン６６が、第２の型５２内部に挿入されており、その根本部は離型板６７と連結され、一体で駆動する構造になっている。
後で詳述するが、この実施の形態では、離型ピン６６と離型板６７の駆動源として、成形金型５０および成形機構２０からなる成形装置本体ＭＡを備えた成形機に付属した成形品離型機構を用いているが、例えばエアシリンダーや油圧シリンダー、モータ等の動力源を用いても良い。
【００１９】
ここで、第１の型５１および第２の型５２の材料は、特に限定されないが、例えば冷間金型用合金工具鋼（ＳＫＤ−１１）、ステンレス鋼（ＳＵＳ−４２０、ＳＵＳ−４４０）、構造用炭素鋼（Ｓ５０Ｃ、Ｓ５５Ｃ）等の鋼材の他、銅やアルミニウム等の非鉄金属、あるいはそれらの合金、さらにはセラミックス等の無機材料等が用いられる。
【００２０】
図４はこの発明の実施の形態１に係る成形機構の詳細を示す断面図である。
この成形機構２０は、第２の型５２（図３参照）を保持する固定台３８とアクチュエータ２１、断熱板３３、温度調整装置３４から構成される。固定台３８は、片方の面で成形機に付属する第２の金型固定盤４２（図３参照）に取付けられ、他方の面で第２の型５２とボルト等によって締結される。
なお、固定台３８には、成形金型５０および成形機構２０からなる成形装置本体ＭＡを備えた成形機に付属した成形品離型機構の第２離型ロッド４４（図３参照）を通す穴３２が設けられている。固定台３８と第２の金型固定盤４２（図３参照）の間、および固定台３８と第２の型５２の間には、それぞれの熱の流出入を抑える目的で断熱板３３が設けられている。
また、成形機構２０の温度を設定された温度に保持するために、温度調整装置３４が配設されており、成形機構２０の外部に配設された媒体供給装置（図示せず）に接続され、温度調整回路を構成している。この媒体供給装置は、水の温度を設定された温度に維持する機能を有している。そこで、媒体供給装置から温度調整用媒体としての水が温度調整回路に流通され、成形機構２０が設定された温度に保持される。
なお、この実施の形態では、温度調整装置３４に設定温度に管理された水を流通させているが、水以外の媒体を流通させても良いし、電熱ヒータ等を挿入しても良い。
アクチュエータ２１は、外部からの力を受ける作動ロッド２２と、作動ロット２２よりも断面積の大きい受圧ロッド２４と、受圧ロッド２４と連結し、キャビティブロック６４に力を伝達する伝達ロッド２３、これらのロッド２２，２４，２３を覆い、保持するアクチュエータ筐体２７と、アクチュエータ筐体２７と作動ロッド２２および受圧ロッド２４の間に画成される密閉空間内に流体媒体を密封させた圧力伝達部２５と、圧力伝達部２５内の密閉性を保持するためのパッキン２６と、作動ロッド２２と受圧ロッド２４および受圧ロット２４に連結された伝達ロッド２３を、動作完了後に初期位置に後退させるための戻しばね２８，２９と、アクチュエータ筐体内の空間３７にある空気をアクチュエータ筐体外に連通させるための空気逃がし溝３１から構成されている。
【００２１】
ここで、アクチュエータ２１の各部品の機能と動作を説明する。作動ロッド２２は、成形機に付属した成形品離型機構の第１離型ロッド４３の駆動力を受け、圧力伝達部２５に伝える。圧力伝達部２５には、機械油が充填されており、第１離型ロッド４３の駆動力を、作動ロット２２と圧力伝達部２５が接する伝達面３５の投影面積で除した圧力が発生する。受圧ロッド２４は圧力伝達部２５と接する受圧面３６に突起３０が付いており、アクチュエータ筐体２７との間に隙間を作ることで、圧力伝達部２５の機械油が受圧面３６全体に行き渡るようになっている。圧力伝達部２５の圧力を受圧面３６で受けることで、圧力伝達部２５の圧力と受圧面３６の投影面積を乗じた力が発生し、受圧ロッド２４と伝達ロッド２３は一体になって前進する。同時に伝達ロッド２３は、キャビティブロック６４を駆動させる。
したがって、アクチュエータ２１によって、成形機に付属した成形品離型機構の限られた力でも、受圧面３６に対する伝達面３５の投影面積比で倍増された力でキャビティブロックを駆動させることができる。
なお、アクチュエータ２１を駆動させる際、アクチュエータ筐体２７内の空間３７にある空気が圧縮され、伝達ロッド２３の前進の抵抗となるため、空間３７をアクチュエータ筐体外に連通させるための空気逃がし溝３１が備えられている。成形機に付属した成形品離型機構の第１離型ロッド４３が初期位置に後退すると、それぞれのロッド２２，２３，２４は、戻しばね２８，２９によって初期位置に後退される。
【００２２】
なお、成形機構２０の固定台３８、断熱板３３、およびアクチュエータ２１の材料は特に限定されない。また、圧力伝達部２５の流体媒体も特に限定されるものではないが、非圧縮性の媒体であることが望ましい。
【００２３】
ついで、このように構成された成形機構２０と成形金型５０を用いて成形品１０を成形する方法について図５を参照しつつ説明する。なお、図５はこの発明の実施の形態１に係る成形方法を説明する工程断面図である。
【００２４】
まず、第１の型５１と第２の型５２を衝合面Ｄで密接させて図５（ａ）の状態とする（型閉め工程）。第２の型５２の吸引装置取付口６３には、電磁弁６９とバッファタンク７０、真空ポンプ７１が、吸引ホース７２を介して接続されている。第１の型５１と第２の型５２が密接すると、型閉め工程が完了した信号が、成形機から電磁弁に送られ、電磁弁を即座に開放する。そして、成形材料が充填する流路５３〜５６および５８〜６０と、キャビティ５７内の気体を、直ちに吸引し、排出させる。
ここで、図示されていないが、第１の型５１と第２の型５２には温度調整装置が配設されており、成形金型５０の外部に配設された媒体供給装置（図示せず）に接続され、温度調整回路を構成している。この媒体供給装置は、水の温度を設定された温度に維持する機能を有している。そこで、媒体供給装置から温度調整用媒体としての水が温度調整回路に流通され、第１の型５１と第２の型５２が設定された温度に保持される。上記でも説明したが、成形機構２０に配設されている温度調整装置３４も同様の温度調整回路を構成しており、設定された温度に保持される。
【００２５】
ここで、成形金型５０と成形機構２０に配設されている温度調整装置は、必ずしも各専用の媒体供給装置に接続する必要はなく、同一の媒体供給装置に接続しても良い。また、同一の媒体供給装置に接続した場合、各温度調整装置は直列に接続しても良いし、並列に接続しても良い。
【００２６】
ついで、ＰＣ樹脂を加熱溶融した成形材料が成形機の成形材料注入装置４０から金型流入口５３へ注入される。図５（ｂ）に示されるように、溶融成形材料１２は、金型流入口５３から第１の成形材料流路５４を経て第２の成形材料流路５５に流れ込み、キャビティ５６流入口からキャビティ５７内へ充填される（充填工程）。キャビティ流入口５６を通過した溶融成形材料１２は、キャビティ５７全体へ広がりながら充填していくが、特に圧縮部位への誘導流路２を優先的に流れ、圧縮部位１へと充填していく。
【００２７】
そして、溶融成形材料１２が圧縮部位１を充填している途中で、キャビティブロック６４を前進させ、図５（ｃ）に示すように、圧縮部位１が所定の厚さになるまで圧縮する（圧縮工程）。
この圧縮工程はまず、成形機に付属した成型品離型機構が作動する。成型品離型機構が作動すると、第１離型ロッド４３が駆動し、その駆動力をアクチュエータ２１の作動ロッド２２が受ける。図４の説明で上述したように、アクチュエータ２１によって、その駆動力は受圧面３６に対する伝達面３５の投影面積比を乗じた力に倍増され、伝達ロッド２３に伝達される。そして、伝達ロッド２３は、増大した力でキャビティブロック６４を前進させる。また、キャビティブロック６４を所定の位置まで前進させるには、そのストローク量に、受圧面３６に対する伝達面３５の投影面積比を乗じたストローク量だけ、第１離型ロッド４３を駆動させる必要があり、このストローク量は成形機によって精度良く制御される。また、この圧縮工程が開始されるタイミングは、成形機の成形材料注入装置４０の注入量を監視しており、あらかじめ設定された量の溶融成形材料１２が注入されると、成形機の成形品離型機構が作動する仕組みになっている。これにより、溶融成形材料１２の充填と圧縮が、成形機内の同一制御で行われるため、タイミング良く、瞬時に制御できる利点を有している。
なお、キャビティブロック６４の圧縮ストローク量は、成形機の第１離型ロッド４３のストロークによって規定しているが、キャビティブロック６４の摺動部にストッパーを設けて、金型キャビティブロック６４が所定の位置まで前進したら停止するようにしても良い。
【００２８】
ただし、この実施の形態においては、成形機に付属した成型品離型機構は、第１離型ロッド４３を駆動すると第２離型ロッド４４も一体して駆動する構造になっている。そのため、あらかじめ第２離型ロッド４４と離型板６７の間には、上述した第１離型ロッド４３の駆動量、すなわちキャビティブロック６４のストローク量に受圧面３６に対する伝達面３５の投影面積比を乗じた距離だけ隙間を設けてある。したがって、圧縮工程完了後は、第２離型ロッド４４と離型板６７の間には、隙間がない状態になっている。
【００２９】
ついで、圧縮された溶融成形材料１２は、キャビティ５７内の未充填の部位に押し流される。キャビティ５７の体積に対して剰余した溶融成形材料は、キャビティ流出口５８を通り、第３の成形材料流路５９を経てオーバーフロー６０まで排出される。その際、キャビティ流出口７に向けて圧縮部位からの誘導流路３を設けているため、溶融成形材料１２は無理なく排出され、キャビティブロック６４による圧縮力の負荷が抑えられる。
【００３０】
そして、図５（ｄ）に示すように、溶融成形材料１２がキャビティ５７内に完全に充填された後、金型流入口５３からの注入を一定圧力で一定時間継続する（保圧工程）。この保圧工程により、キャビティ５７内の溶融成形材料１２の凝固収縮分が補充される。ついで、保圧工程の終了後、溶融成形材料１２が固化し、キャビティ５７の形状を保持できるまで、金型内で冷却し続ける（冷却工程）。
【００３１】
そして、図５（ｅ）に示すように、第１の型５１と第２の型５２が、衝合面Ｄとの間で離間される（型開き工程）。この際、成形材料固化体１１は、離型抵抗の大きい第２の型５２に残留する。
【００３２】
ついで、図５（ｆ）に示すように、成形材料固化体１１を第２の型５２から離型する（離型工程）。この離型工程はまず、成型品離型機構の第１離型ロッド４３と第２ロッド４４を再び駆動させる。
なお、上述したように、離型工程の直前には第２離型ロッド４４と離型板６７の間には隙間がない状態になっている。第１離型ロッド４３を駆動させると、アクチュエータ２１とキャビティブロック６４を介して圧縮部位１を突出す。また、第２離型ロッド４４を駆動させると、離型板６７と離型ピン６６を介して第１の成形材料流路５４の終端部とオーバーフロー６０を突出す。これにより、成形材料固化体１１と第２の型５２が隔離される。
なお、先に説明した理由で、キャビティブロック６４が前進する速度は、第１離型ロッド４３が前進する速度よりも遅く、また、離型ロッドと一体になって前進する離型ピン６６の速度よりも遅い。したがって、キャビティブロック６４は、離型工程が開始された直後しか成形材料固化体１１の突出しには寄与しないが、圧縮部位１とキャビティブロック６４との密着を緩和するのには有効である。
【００３３】
そして、成形材料固化体１１を成形金型５０から取出した後、成型品離型機構の第１離型ロッド４３と第２離型ロッド４４を、初期の位置まで後退させる。これと同時に、キャビティブロック６４と離型ピン６６、離型板６７は、戻しばね６５と６８によって初期の位置まで後退する。また、アクチュエータ２１の作動ロッド２２と伝達ロッド２３も、内蔵された戻しばね２８と２９によって、初期の位置まで後退する。その後、第１の型５１と第２の型５２を、再び衝合面Ｄで密接させて図５（ａ）の状態とし（型閉め工程）、次の成形サイクルに移行する。
【００３４】
次に、この成形方法における成形条件について説明する。充填工程において溶融成形材料１２の良好な流動性を確保し、保圧工程においてキャビティ５７内の溶融成形材料１２に所定の圧力を印加できるように、成形金型の温度はできるだけ高いことが望ましい。しかし、成形金型の温度を高くしすぎると、冷却工程において成形材料固化体１１が十分に冷却されなくなるため、冷却工程の時間が延びたり、離型時に不具合が発生する。特に離型時には、キャビティブロック６４や離型ピン６６で成形材料固化体１１を突出すため、成形材料固化体１１を傷付けたり、最悪突破る不具合が発生する。そこで、これらの不具合の発生を抑えて、溶融成形材料１２の流動性および離型性を確保するためには、成形材料に応じて金型温度の上限値を設定する必要がある。この実施の形態では、成形材料としてＰＣ樹脂を用いているので、金型温度の上限値は約４１８Ｋ（ケルビン）となる。
【００３５】
また、一般に、ポリアミド樹脂（ＰＡ樹脂）や、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ樹脂）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ樹脂）に代表される結晶性樹脂を成形材料に用いた場合、金型温度には、上述の上限値に加えて、下限値も存在する。すなわち、結晶性樹脂においては、これ以上は結晶化が進行しないという最大の結晶化度（飽和結晶化度）が存在する。成形品の結晶化度が飽和結晶化度に到達しない場合、結晶歪みが増大する。そして、この結晶歪みが内部応力として作用し、寸法精度を低下させることになる。したがって、寸法精度の高い成形品を得るには、成形工程中において、成形品の結晶化度を飽和結晶化度に到達させる必要がある。例えば、ＰＰＳ樹脂の場合、金型温度が４０３Ｋ以上であれば、飽和結晶化度に到達する。なお、ＰＣ樹脂は非晶性樹脂、すなわち結晶構造を有しないので、金型温度の下限値は特に限定されない。
【００３６】
ただし、金型温度が低くなりすぎると、溶融成形材料１２が成形金型内に充填中に温度低下してしまい、キャビティ内に完全に充填される前に固化し、溶融成形材料１２の流動が停止することになる。成形材料としてＰＣ樹脂を用いた場合、成形金型内での流動性を十分に確保するために、金型温度は一般的には３５３Ｋ以上にしておくことが望ましい。
【００３７】
このことから、成形材料としてＰＣ樹脂を用いた場合、成形金型の温度は一般的に３５３Ｋから４１８Ｋの温度範囲に設定しておくことが望ましい。この実施の形態では、薄肉部位への流動性を考慮して、４１８Ｋに設定した。
【００３８】
また、ＰＣ樹脂は、非晶性樹脂であることから、明確な融点を有していないが、約５０３Ｋ〜５３３Ｋ以上に加熱すると流動性を有するようになる。そして、ＰＣ樹脂は、高温状態ほど粘度が下がり、流動性が良くなる傾向を示す。しかし、加熱しすぎると、ＰＣ樹脂が熱によって変色したり、焼けたり、場合によっては分解して材料劣化する恐れがあるので、加熱温度の上限は６３３Ｋ程度である。一方、加熱温度が５４３Ｋより低くなると、ＰＣ樹脂が成形金型内を流動しているうちに固化し、キャビティ５７内に充填されなくなったり、キャビティ５７の形状を完全に形成しない等の欠陥を生じる恐れがある。そこで、良好な流動性を確保するために、ＰＣ樹脂を５４３Ｋ〜６３３Ｋに加熱することが望ましい。この実施の形態では、５７３ＫでＰＣ樹脂を溶融させた。
【００３９】
また、充填の速度、圧縮速度、保圧力、保圧時間、冷却時間等の成形条件は、成形品の形状および寸法が良好となるように決定される。
【００４０】
成形機構２０の温度は、成形品の形状および寸法に直接的に影響を及ぼさないため、特に規定されることはない。つまり、断熱板３３と温度調整装置３４は、成形によっては必ずしも必要とせず、適宜設けられるものである。しかし、熱による駆動部品の膨張により、その動作に支障を来たす恐れがあるので、できるだけ一定温度に保持することが望ましい。そこで、この実施の形態では、駆動部品の良好な動作を確保するために、成形機構２０の温度を３５３Ｋとした。
【００４１】
このように、この発明の実施の形態１による成形機構２０によれば、通常の成形では成形材料が充填しない、または充填しにくい薄肉の部位１を有する成形品１０でも、あらかじめ充填可能なキャビティ厚さになるように、キャビティブロック６４を後退させておき、溶融成形材料１２が圧縮部位１を充填している途中で、成形機構２０に備えられたアクチュエータ２１によってキャビティブロック６４を前進させ、圧縮部位１が所定の厚さになるまで圧縮する。これにより、通常の成形では難かった薄肉の部位１を有する成形品１０でも、汎用の成形機で、効率良く成形することができる。
【００４２】
また、成形機構２０に備えられたアクチュエータ２１によって、成形機に付属した成形品離型機構の限られた力でも、受圧面３６に対する伝達面３５の投影面積比で倍増された力でキャビティブロック６４を駆動させることができる。これにより、成形機とは別に油圧装置等を準備する必要がなく、油漏れ等、成形環境を汚染する原因を排除することができる。また、大きな力を発することのできる成形品離型機構を搭載した特殊な成形機を使用しなくても、汎用の成形機で同じ効果を得ることができる。
【００４３】
さらに、キャビティブロック６４を所定の位置まで前進させるには、そのストローク量に、受圧面３６に対する伝達面３５の投影面積比を乗じたストローク量だけ、第１離型ロッド４３を駆動させる必要があるが、このストローク量は成形機によって精度良く制御される。これにより、圧縮部位１の厚さは優れた精度で成形することができる。
【００４４】
また、圧縮部位１を圧縮し始めるタイミングは、成形機の成形材料注入装置４０の注入量を監視しており、あらかじめ設定された量の溶融成形材料が注入されると、成形機の成形品離型機構が作動する仕組みになっている。これにより、溶融成形材料１２の充填と圧縮が、成形機内の同一制御で行われるため、タイミング良く、瞬時に制御できる。
【００４５】
また、この発明の実施の形態１による成形金型によれば、キャビティ５７の周囲に、キャビティ５７と連通したオーバーフロー６０を設けているので、圧縮により剰余した溶融成形材料１２をオーバーフロー６０へ押し流すことで、溶融成形材料１２を無理なく圧縮することができ、キャビティブロック６４とアクチュエータ２１および成形品離型機構４３にかかる負荷を軽減することができる。
【００４６】
さらに、オーバーフロー６０の末端部にガス排出口６１を設けて、真空ポンプ７１でキャビティ５７内の気体を排出する機構を備えることで、キャビティ５７内に閉じ込められた気体を圧縮する負荷を抑制し、また、ガスやけの発生を抑え、金型表面の形状を精度良く転写することができる。
【００４７】
また、この発明の実施の形態１による成形品によれば、キャビティ流入口６から圧縮部位１の間、および圧縮部位１からキャビティ流出口７の間に、他の部位より厚くした成形材料の誘導流路２，３を設けることで、通常では充填しない、または充填しにくい薄肉の部位に積極的に溶融成形材料を充填させ、不完全充填いわゆるショートや、薄肉以外の部位から回り込んだ成形材料が再合流することで発生するウェルドラインを防ぐことができる。また圧縮した溶融成形材料１２を、積極的にオーバーフロー８へ押し流すことができるので、キャビティブロック６４とアクチュエータ２１および成形品離型機構４３にかかる負荷を軽減することができる。
【００４８】
この発明による実施の形態１によれば、成形材料を充填して成形品を成形する成形金型５０で構成される成形用構成体の一部を構成するキャビティブロック６４からなる移動可能な成形用ブロック部材を有し、前記キャビティブロック６４からなる成形用ブロック部材の移動により前記成形金型５０で構成される成形用構成体に充填される成形材料の一部を所望の厚さまで圧縮する成形金型５０で構成される成形用構成体および成形機構２０からなる成形装置本体ＭＡを備え、第１離型ロッド４３と連結された作動ロッド２２からなる作動部材からの力を増大して前記キャビティブロック６４からなる成形用ブロック部材に伝達し前記成形用ブロック部材を駆動するアクチュエータ２１を前記成形金型５０で構成される成形用構成体および成形機構２０からなる成形装置本体ＭＡに設けたので、通常の成形では成形材料が充填しない、または充填しにくい薄肉の部位を有する成形品を、特殊な成形機や装置を必要とせずに、金型表面の形状を精度良く転写し、効率良く成形することができる成形装置を得ることができる。
【００４９】
また、この発明による実施の形態１によれば、前項の構成において、第１離型ロッド４３と連結された外部からの力を受ける作動ロッド２２からなる作動部材と、前記作動ロッド２２からなる作動部材よりも断面積の大きい受圧ロッド２４からなる受圧部材と、前記受圧ロッド２４からなる受圧部材と連結され前記キャビティブロック６４からなる成形用ブロック部材に力を伝達する伝達ロッド２３からなる伝達部材と、これらの作動ロッド２２からなる作動部材および受圧ロッド２４からなる受圧部材ならびに伝達ロッド２３からなる伝達部材を覆い保持するアクチュエータ筐体２７と、前記アクチュエータ筐体２７と作動ロッド２２からなる作動部材および受圧ロッド２４からなる受圧部材の間に画成される密閉空間内に非圧縮流体などの流体媒体を密封させた圧力伝達部２５と、前記圧力伝達部２５内の密閉性を保持するためのパッキン２６からなる封塞部材と、前記作動ロッド２２からなる作動部材と前記受圧ロッド２４からなる受圧部材および前記受圧ロッド２４からなる受圧部材に連結された前記伝達ロッド２３からなる伝達部材を動作完了後に初期位置に後退させるための戻しばね２８，２９と、アクチュエータ筐体２７内の空間にある空気をアクチュエータ筐体外に連通させるための空気逃がし溝３１からなる空気逃がし通路から構成されるアクチュエータ２１を前記成形金型５０で構成される成形用構成体および成形機構２０からなる成形装置本体ＭＡに設けたので、通常の成形では成形材料が充填しない、または充填しにくい薄肉の部位を有する成形品を、特殊な成形機や装置を必要とせずに、金型表面の形状を精度良く転写し、効率良く、しかも円滑な動作で成形することができる成形装置を得ることができる。
【００５０】
さらに、この発明による実施の形態１によれば、前項または前々項の構成において、前記成形金型５０で構成される成形用構成体および成形機構２０からなる成形装置本体ＭＡと連動する成形品離型機構により、成形金型５０で構成される成形用構成体および成形機構２０からなる成形装置本体ＭＡによる成形工程に連動させて上記アクチュエータ２１を動作させるようにしたので、通常の成形では成形材料が充填しない、または充填しにくい薄肉の部位を有する成形品を、特殊な成形機や装置を必要とせずに、金型表面の形状を精度良く転写し、効率良く成形することができるとともに、成形工程に連動させてタイミング良く、かつ位置精度良くキャビティブロックを駆動させることができ、しかも、油圧を外部から導入しなくても良いので、油漏れ等成形環境を汚染する原因を排除することができる成形装置を得ることができる。
【００５１】
そして、この発明による実施の形態１によれば、前３項のいずれかの構成において、前記キャビティブロック６４からなる成形用ブロック部材の移動により加圧される前記キャビティブロック６４からなる成形用構成体に充填された成形材料をオーバーフロー動作させるキャビティ流出口５８を前記成形金型５０で構成される成形用構成体に設けたので、通常の成形では成形材料が充填しない、または充填しにくい薄肉の部位を有する成形品を、特殊な成形機や装置を必要とせずに、金型表面の形状を精度良く転写し、効率良く成形することができるとともに、圧縮した成形材料をオーバーフロー動作させることで、成形材料を無理なく圧縮することができ、キャビティブロックからなる成形用ブロック部材とアクチュエータおよび成形品離型機構にかかる負荷を軽減できる成形装置を得ることができる。
【００５２】
さらにまた、この発明による実施の形態１によれば、前項の構成において、前記キャビティ流出口５８を介してオーバーフロー動作により流出する成形材料の末端部から前記成形金型５０で構成される成形用構成体内の気体を排出する排出口６１およびガス排出路６２からなる排出通路を前記成形金型５０で構成される成形用構成体に設けたので、通常の成形では成形材料が充填しない、または充填しにくい薄肉の部位を有する成形品を、特殊な成形機や装置を必要とせずに、金型表面の形状を精度良く転写し、効率良く成形することができるとともに、圧縮した成形材料をオーバーフロー動作させることで、成形材料を無理なく圧縮することができ、キャビティブロックからなる成形用ブロック部材とアクチュエータおよび成形品離型機構にかかる負荷を軽減でき、しかも、オーバーフローの末端部からキャビティからなる成形用構成体内の気体を排出するための機構を備えることで、同様の効果が得られる他、ガスやけの発生を抑え、金型表面の形状を精度良く転写することができる成形装置を得ることができる。
【００５３】
そしてまた、この発明による実施の形態１によれば、成形材料を充填して成形品を成形する成形金型５０で構成される成形用構成体の一部を構成するキャビティブロック６４からなる移動可能な成形用ブロック部材を有し、前記キャビティブロック６４からなる成形用ブロック部材の移動により前記成形金型５０で構成される成形用構成体に充填される成形材料の一部を所望の厚さまで圧縮する成形金型５０で構成される成形用構成体および成形機構２０からなる成形装置本体ＭＡを備え、第１離型ロッド４３と連結された作動ロッド２２からなる作動部材からの力を増大して前記キャビティブロック６４からなる成形用ブロック部材に伝達し前記成形用ブロック部材を駆動するアクチュエータ２１を前記成形金型５０で構成される成形用構成体および成形機構２０からなる成形装置本体ＭＡに設けるとともに、前記成形金型５０で構成される成形用構成体へ成形材料を充填する流入口６の部位から所望の厚さに圧縮する部位１の間、または、所望の厚さに圧縮する部位１から成形材料のオーバーフロー動作を行わせる流出口７の間に、他の部位より厚くした成形材料の誘導流路３，４を設けたので、通常の成形では成形材料が充填しない、または充填しにくい薄肉の部位を有する成形品を、特殊な成形機や装置を必要とせずに、金型表面の形状を精度良く転写し、効率良く成形することができるとともに、通常では充填しない、または充填しにくい部位に積極的に成形材料を充填させ、不完全充填いわゆるショートや、薄肉以外の部位から回り込んだ成形材料が再合流することで発生するウェルドラインを防ぐことができ、しかも、圧縮した成形材料を、積極的にオーバーフロー部へ押し流すことができるので、キャビティブロックおよびアクチュエータにかかる負荷を軽減して成形できる成形装置を得ることができる。
【００５４】
さらになお、この発明による実施の形態１によれば、成形材料を充填して成形品を成形する成形金型５０で構成される成形用構成体を有する成形金型５０および成形機構２０からなる成形装置本体ＭＡにより成形品を成形するにあたり、成形材料の充填中もしくは充填後に、前記成形金型５０および成形機構２０からなる成形装置本体ＭＡに設けたアクチュエータ２１によって、外部からの力を増大して前記成形金型５０で構成される成形用構成体の一部を構成するキャビティブロック６４からなる成形用ブロック部材に伝達することにより前記キャビティブロック６４からなる成形用ブロック部材を駆動し、前記キャビティブロック６４からなる成形用ブロック部材の移動により前記成形金型５０で構成される成形用構成体に充填される成形材料の一部を所望の厚さまで圧縮する圧縮工程を有することを特徴とするので、通常の成形では成形材料が充填しない、または充填しにくい薄肉の部位を有する成形品を、特殊な成形機や装置を必要とせずに、金型表面の形状を精度良く転写し、効率良く成形することができる成形方法を得ることができる。
【００５５】
そしてなお、この発明による実施の形態１によれば、成形材料を充填して成形品を成形する成形金型５０で構成される成形用構成体を有する成形金型５０および成形機構２０からなる成形装置本体ＭＡにより成形され、成形材料の充填中もしくは充填後に、前記成形金型５０および成形機構２０からなる成形装置本体ＭＡに設けたアクチュエータ２１によって、外部からの力を増大して前記成形金型５０で構成される成形用構成体の一部を構成するキャビティブロック６４からなる成形用ブロック部材に伝達することにより前記キャビティブロック６４からなる成形用ブロック部材を駆動し、前記キャビティブロック６４からなる成形用ブロック部材の移動により前記成形金型５０で構成される成形用構成体に充填される成形材料の一部を所望の厚さまで圧縮して成形される成形品であって、前記成形金型５０で構成される成形用構成体へ成形材料を充填する流入口６に相当する成形品の部位から所望の厚さに圧縮する部位１の間、または、所望の厚さに圧縮する部位１から成形材料のオーバーフロー動作を行わせる流出口７に相当する成形品の部位の間に、他の部位より厚くした成形材料の誘導流路３，４に相当する成形品の増厚部分を設けたので、通常の成形では成形材料が充填しない、または充填しにくい薄肉の部位を有する成形品を、特殊な成形機や装置を必要とせずに、金型表面の形状を精度良く転写し、効率良く成形することができるとともに、通常では充填しない、または充填しにくい部位に積極的に成形材料を充填させ、不完全充填いわゆるショートや、薄肉以外の部位から回り込んだ成形材料が再合流することで発生するウェルドラインを防ぐことができ、しかも、圧縮した成形材料を、積極的にオーバーフロー部へ押し流すことができるので、キャビティブロックおよびアクチュエータにかかる負荷を軽減して成形できる成形品を得ることができる。
【００５６】
実施の形態２．
この発明による実施の形態２を図６から図９までについて説明する。図６は実施の形態２に係る成形品の概観を示す斜視図である。図７（ａ）は実施の形態２における成形金型から離型された成形材料固化体を示す上面図である。図７（ｂ）は図７（ａ）のＶIIｂ−ＶIIｂ線における断面図である。図８は実施の形態２における成形金型と成形装置を示す断面図である。図９は実施の形態２における成形方法を説明する工程断面図である。
【００５７】
図６において、成形品１０は、成形材料としてＰＣ樹脂から作製され、底面部４と側面部５から構成される箱型の成形品である。そして、底面部４には、通常の成形では充填しない、または充填しにくい薄肉の部位１を有しており、成形工程中に圧縮して形成する圧縮部位である。そして、溶融成形材料１２をキャビティ流入口６から圧縮部位１へ優先的に充填させるために、キャビティ流入口６から側面部５へ流れ込む部位に、スリット状の障壁を入れ、第１の絞り流路１３を設けている。また、圧縮部位１で圧縮した溶融成形材料１２を、圧縮部位１からキャビティ流出口７へ優先的に排出させるために、側面部５からキャビティ流入口へ流れ込む部位に、スリット状の障壁を入れ、第２の絞り流路１４を設けている。
【００５８】
図７はこの発明の実施の形態２で成形金型から離型された成形材料固化体１１の一部を示す平面図であり、図７（ａ）は上面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＶIIｂ−ＶIIｂ線における断面図である。この成形材料固化体は、成形品１０とオーバーフロー固化体８と、これらを連結する成形材料流路固化体９から成る。図６の成形品１０は、キャビティ流入口近傍の切断位置Ａとキャビティ流出口近傍の切断位置Ｂで、成形材料流路固化体９から切り離されたものである。
【００５９】
図８はこの発明の実施の形態１に係る成形金型と成形装置を示す断面図である。離型ピン６６と離型板６７の駆動源として、成形機に付属した成形品離型機構ではなく、成形機構２０に搭載したエアシリンダー３９を用いている点を除いて、上記実施の形態１と同様に構成されている。
【００６０】
図９はこの発明の実施の形態２に係る成形方法を説明する工程断面図である。図９（ｆ）の離型工程において、エアシリンダー３９で離型ピン６６と離型板６７を駆動している以外は、上記実施の形態１と同様の工程をとる。したがって、この実施の形態２においても、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００６１】
このように、この実施の形態２による成形品によれば、キャビティ流入口６から圧縮部位１以外の側面部５に通じる流路、または、圧縮部位１以外の側面部５からキャビティ流出口７に通じる流路に、絞り流路１３，１４を設けることで、上記実施の形態１において、誘導流路２，３を設けるのと同等の効果が得られる。また、誘導流路を設けなくても、スリット状の障壁を入れるだけですむので、成形品形状に対して大きな制約を与えない利点を有する。
なお、この実施の形態２では、絞り流路を１３，１４の２箇所に設けたが、キャビティ流入口側の絞り流路１３だけでも良い。
【００６２】
また、この実施の形態２による成形装置と成形金型によれば、キャビティブロック６４と、離型ピン６６の駆動源を分離し、キャビティブロック６４の駆動源には成形機構２０に内蔵したアクチュエータ２１を、離型ピン６６の駆動源には、成形機構２０に内蔵したエアシリンダー３９を用いる。これにより、成形機の成形品離型機構は圧縮時の動作だけとなり、実施の形態１のような複雑な制御を必要としない。
なお、この実施の形態２では、離型ピンの駆動源にエアシリンダーを用いたが、油圧シリンダーやモータ等を駆動源に用いても良い。
【００６３】
この発明による実施の形態２によれば、成形材料を充填して成形品を成形する成形金型５０で構成される成形用構成体の一部を構成するキャビティブロック６４からなる移動可能な成形用ブロック部材を有し、前記キャビティブロック６４からなる成形用ブロック部材の移動により前記成形金型５０で構成される成形用構成体に充填される成形材料の一部を所望の厚さまで圧縮する成形金型５０で構成される成形用構成体および成形機構２０からなる成形装置本体ＭＡを備え、第１離型ロッド４３と連結された作動ロッド２２からなる作動部材からの力を増大して前記キャビティブロック６４からなる成形用ブロック部材に伝達し前記成形用ブロック部材を駆動するアクチュエータ２１を前記成形金型５０で構成される成形用構成体および成形機構２０からなる成形装置本体ＭＡに設けるとともに、前記成形用構成体へ成形材料を充填する流入口６から所望の厚さに圧縮する部位１以外に通じる流路、または、所望の厚さに圧縮する部位１以外から成形材料のオーバーフロー動作を行わせる流出口７に通じる流路に、絞りの流路１３，１４を設けたので、通常の成形では成形材料が充填しない、または充填しにくい薄肉の部位を有する成形品を、特殊な成形機や装置を必要とせずに、金型表面の形状を精度良く転写し、効率良く成形することができるとともに、通常では充填しない、または充填しにくい部位に積極的に成形材料を充填させ、不完全充填いわゆるショートや、薄肉以外の部位から回り込んだ成形材料が再合流することで発生するウェルドラインを防ぐことができ、しかも、圧縮した成形材料を、積極的にオーバーフロー部へ押し流すことができるので、キャビティブロックおよびアクチュエータにかかる負荷を軽減して成形できる成形装置を得ることができる。
【００６４】
また、この発明による実施の形態２によれば、成形材料を充填して成形品を成形する成形金型５０で構成される成形用構成体を有する成形金型５０および成形機構２０からなる成形装置本体ＭＡにより成形され、成形材料の充填中もしくは充填後に、前記成形金型５０および成形機構２０からなる成形装置本体ＭＡに設けたアクチュエータ２１によって、外部からの力を増大して前記成形金型５０で構成される成形用構成体の一部を構成するキャビティブロック６４からなる成形用ブロック部材に伝達することにより前記キャビティブロック６４からなる成形用ブロック部材を駆動し、前記キャビティブロック６４からなる成形用ブロック部材の移動により前記成形金型５０で構成される成形用構成体に充填される成形材料の一部を所望の厚さまで圧縮して成形される成形品であって、成形用構成体へ成形材料を充填する流入口６に相当する成形品の部位から所望の厚さに圧縮する部位１以外に通じる流路に相当する成形品の部位、または、所望の厚さに圧縮する部位１以外から成形材料のオーバーフロー動作を行わせる流出口７に通じる流路に相当する成形品の部位に、絞りの流路１３，１４に相当する成形品の部位を設けたので、通常の成形では成形材料が充填しない、または充填しにくい薄肉の部位を有する成形品を、特殊な成形機や装置を必要とせずに、金型表面の形状を精度良く転写し、効率良く成形することができるとともに、通常では充填しない、または充填しにくい部位に積極的に成形材料を充填させ、不完全充填いわゆるショートや、薄肉以外の部位から回り込んだ成形材料が再合流することで発生するウェルドラインを防ぐことができ、しかも、圧縮した成形材料を、積極的にオーバーフロー部へ押し流すことができるので、キャビティブロックおよびアクチュエータにかかる負荷を軽減して成形できる成形品を得ることができる。
【００６５】
実施の形態３．
この発明による実施の形態３を図１０から図１２までについて説明する。図１０は実施の形態３における成形品の概観を示す斜視図である。図１１（ａ）は実施の形態３における成形金型から離型された成形材料固化体を示す上面図である。図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＸＩｂ−ＸＩｂ線における断面図である。図１２は実施の形態３における成形金型と成形機構を示す断面図である。
【００６６】
図１０において、成形品１０は、成形材料としてＰＣ樹脂から作製され、底面部４と側面部５から構成される箱型の成形品である。そして、底面部４には、通常の成形では充填しない、または充填しにくい薄肉凸部１５が並設されており、この部位は成形工程中に圧縮して形成する圧縮部位１である。
そして、図６に示す実施の形態２の成形品と同様に、キャビティ流入口６から側面部５へ流れ込む部位に、スリット状の障壁を入れ、第１の絞り流路１３を設け、溶融成形材料１２をキャビティ流入口６から圧縮部位１へ優先的に充填させるようにしている。また、側面部５からキャビティ流入口へ流れ込む部位にも、スリット状の障壁を入れ、第２の絞り流路１４を設け、圧縮部位１で圧縮した溶融成形材料１２を、圧縮部位１からキャビティ流出口７へ優先的に排出させるようにしている。
【００６７】
図１１はこの発明の実施の形態３で成形金型から離型された成形材料固化体１１の一部を示す平面図であり、図１１（ａ）は上面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＸＩｂ−ＸＩｂ線における断面図である。
この成形材料固化体は、成形品１０とオーバーフロー固化体８と、これらを連結する成形材料流路固化体９から成る。図１０の成形品１０は、キャビティ流入口近傍の切断位置Ａとキャビティ流出口近傍の切断位置Ｂで、成形材料流路固化体９から切り離されたものである。
【００６８】
図１２はこの発明の実施の形態３に係る成形金型と成形装置を示す断面図である。キャビティブロック６４の表面に、薄肉凸部１５を規定するキャビティ面が形成されている点を除いて、上記実施の形態２と同様に構成されている。また、成形方法についても、図示はしていないが、上記実施の形態１および実施の形態２と同様の工程をとる。したがって、この実施の形態３においても、上記実施の形態１および実施の形態２と同様の効果が得られる。
【００６９】
このように、この実施の形態３による成形品によれば、通常の成形では充填しない、または充填しにくい薄肉の部位は、必ずしもキャビティブロック６４の圧縮方向の厚さに係るものではなく、金型表面の微細な凹凸形状を転写させる場合にも極めて有効である。
なお、この実施の形態３では、薄肉凸部１５は矩形状であるが、特に形状は規定されるものではなく、また薄肉凹部であっても良い。
【００７０】
この発明による実施の形態３によれば、成形材料を充填して成形品を成形する成形金型５０で構成される成形用構成体の一部を構成するキャビティブロック６４からなる移動可能な成形用ブロック部材を有し、前記キャビティブロック６４からなる成形用ブロック部材の移動により前記成形金型５０で構成され成形用構成体に充填される成形材料の一部を薄肉凸部１５などの凹凸部を持つ圧縮部位１として所望の厚さまで圧縮する成形金型５０で構成される成形用構成体および成形機構２０からなる成形装置本体ＭＡを備え、第１離型ロッド４３と連結された作動ロッド２２からなる作動部材からの力を増大して前記キャビティブロック６４からなる成形用ブロック部材に伝達し前記成形用ブロック部材を駆動するアクチュエータ２１を前記成形金型５０で構成される成形用構成体および成形機構２０からなる成形装置本体ＭＡに設けたので、通常の成形では成形材料が充填しない、または充填しにくい薄肉の凹凸部を持つ部位を有する成形品を、特殊な成形機や装置を必要とせずに、金型表面の形状を精度良く転写し、効率良く成形することができる成形装置を得ることができる。
【００７１】
なお、上記各実施の形態では、成形品として箱形の成形品を例示したが、通常の成形では充填しない、または充填しにくい薄肉の部位を有するものであれば、特に成形品形状は限定されるものではない。
【００７２】
また、圧縮部位へ優先的に溶融成形材料を充填させるために、上記実施の形態１では誘導流路を、上記実施の形態２および実施の形態３では絞り流路を、それぞれキャビティに設けたが、同時に両方設けても良いし、場合によってはいずれも設けなくても良い。また、誘導流路と絞り流路の形状および位置は、特に限定されるものではない。
【００７３】
また、上記各実施の形態では、成形金型５０と成形機構２０に配設されている温度調整装置に、熱交換効率に優れ、その取り扱いが容易な水を供給して温度調整しているが、水に限定されるものではなく、例えばエチレングリコールや各種油等の液体、あるいは飽和水蒸気や加熱蒸気等の気体を供給しても良い。また、温度調整装置に、電熱ヒータやヒートパイプ、ペルチェ素子等を用いても良い。
【００７４】
また、上記各実施の形態では、成形材料としてＰＣ樹脂を用いるものとしているが、他に適用できる成形材料としては、（１）ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリブテン樹脂等のポリオレフィン系樹脂、（２）ポリ塩化ビニル系樹脂、ナイロン６やナイロン６６等の脂肪族ポリアミド系樹脂、（３）ポリフタルアミド樹脂等の芳香族ポリアミド系樹脂、（４）ポリエチレンテレフタレート樹脂やポリブチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル系樹脂、（５）ポリオキシメチレン系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂、フッ素系樹脂等の結晶性樹脂、（６）ポリスチレン系樹脂、ポリサルホン系樹脂、ポリエーテルサルホン系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリアレリート系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリエーテルイミド系樹脂、アクリロニトリル−スチレン系樹脂、アクリロニトリル−スチレン−ブタジエン系樹脂等の非晶性樹脂、（７）芳香族ポリエステル系樹脂、芳香族ポリエステルアミド系樹脂等の液晶ポリマーがある。さらに、これらのアロイや、ガラス繊維等のフィラーを配合した樹脂を用いることもできる。
【００７５】
また、上記各実施の形態では、樹脂を成形するものとしているが、例えばアルミニウム合金やマグネシウム合金に代表される金属材料のダイカスト成形にも適用できる。また、この発明は、無機材料を用いた粉末成形にも適用できる。粉末成形としては、セラミック射出成形、金属粉末射出成形、超硬合金射出成形等がある。これらの粉末成形では、成形材料に可塑性を付与するためにバインダが混入される。バインダとしては、ポリビニルアルコール、ポリビニルブラチール、ポリエチレングリコール、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースや、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリオキシメチレン、等の熱可塑性樹脂、パラフィンワックスやカルナバ蝋等のワックス類等がある。
【００７６】
この発明による実施の形態の成形装置は、外部からの力を増大させるアクチュエータを備えており、成形機に付属した成形品離型機構によってアクチュエータを動作させることで、成形品離型機構の限られた力でも、大きな力に増大させてキャビティブロックを駆動させるものである。
【００７７】
この発明による実施の形態の成形金型は、キャビティの一部を形成するキャビティブロックを、駆動可能な構造にしておき、成形材料が充填中もしくは充填後に、上記の成形装置に備えたアクチュエータによって駆動させ、成形品を所望の厚さまで圧縮するものである。さらに、キャビティの周囲にはキャビティと連通したオーバーフロー部を設け、圧縮によって剰余した成形材料をオーバーフロー部へ排出し、同時にその末端部からキャビティ内の気体を排出するための機構を備えているものである。
【００７８】
この発明による実施の形態の成形品は、キャビティ流入口から所望の厚さに圧縮する部位の間、または所望の厚さに圧縮する部位からオーバーフローの間に、他の部位より厚くした成形材料の誘導流路を設けるか、キャビティ流入口から所望の厚さに圧縮する部位以外に通じる流路、または、所望の厚さに圧縮する部位以外からキャビティ流出口に通じる流路に、絞りの流路を設けるか、あるいは誘導流路と絞りの流路を両方設けるものである。
【００７９】
この発明による実施の形態の成形装置によれば、通常の成形では成形材料が充填しない、または充填しにくい薄肉の部位を有する成形品でも、あらかじめ充填可能な厚さにキャビティブロックを後退させておき、成形材料がキャビティを充填中もしくは充填後に、成形装置に備えたアクチュエータによってキャビティブロックを駆動させることで、成形機に付属した成形品離型機構の限られた力でも、大きな力に増大して圧縮することができる。これにより、特殊な成形機や装置を必要としていた薄肉の部位を有する成形品でも、汎用の成形機で金型表面の形状を精度良く転写し、効率良く成形することができる。また、成形機に付属した成形品離型機構でアクチュエータを動作させるので、成形工程に連動させてタイミング良く、かつ位置精度良くキャビティブロックを駆動させることができる。さらに、油圧を外部から導入しなくても良いので、油漏れ等成形環境を汚染する原因を排除することができる。
【００８０】
この発明による実施の形態の成形金型によれば、通常の成形では成形材料が充填しない、または充填しにくい薄肉の部位を有する成形品でも、キャビティブロックを駆動可能な構造にしておき、あらかじめ充填可能な厚さにキャビティブロックを後退させ、成形材料が充填中もしくは充填後に、上記の成形装置に備えたアクチュエータによって駆動させ、成形品を所望の厚さまで圧縮することができる。これにより、特殊な成形機や装置を必要としていた薄肉の部位を有する成形品でも、汎用の成形機で金型表面の形状を精度良く転写し、効率良く成形することができる。また、キャビティの周囲に、キャビティと連通したオーバーフロー部を設け、圧縮した成形材料をオーバーフロー部へ押し流すことで、成形材料を無理なく圧縮することができ、キャビティブロックとアクチュエータおよび成形品離型機構にかかる負荷を軽減することができる。さらに、オーバーフローの末端部からキャビティ内の気体を排出するための機構を備えることで、同様の効果が得られる他、ガスやけの発生を抑え、金型表面の形状を精度良く転写することができる。
【００８１】
この発明による実施の形態の成形品によれば、キャビティ流入口から所望の厚さに圧縮する部位の間、または所望の厚さに圧縮する部位からキャビティ流出口の間に、他の部位より厚くした成形材料の誘導流路を設けることで、通常では充填しない、または充填しにくい部位に積極的に成形材料を充填させ、不完全充填いわゆるショートや、薄肉以外の部位から回り込んだ成形材料が再合流することで発生するウェルドラインを防ぐことができる。また圧縮した成形材料を、積極的にオーバーフロー部へ押し流すことができるので、キャビティブロックおよびアクチュエータにかかる負荷を軽減することができる。さらに、キャビティ流入口から所望の厚さに圧縮する部位以外に通じる流路、または、所望の厚さに圧縮する部位以外からキャビティ流出口に通じる流路に、絞りの流路を設けることでも同様の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】この発明による実施の形態１における成形品の概観を示す斜視図である。
【図２】この発明による実施の形態１における成形金型から離型された成形材料固化体を示す上面図および断面図である。
【図３】この発明による実施の形態１における成形金型と成形機構を示す断面図である。
【図４】この発明による実施の形態１における成形機構の詳細を示す断面図である。
【図５】この発明による実施の形態１における成形方法を説明する工程断面図である。
【図６】この発明による実施の形態２に係る成形品の概観を示す斜視図である。
【図７】この発明による実施の形態２における成形金型から離型された成形材料固化体を示す上面図および断面図である。
【図８】この発明による実施の形態２における成形金型と成形機構を示す断面図である。
【図９】この発明による実施の形態２における成形方法を説明する工程断面図である。
【図１０】この発明による実施の形態３における成形品の概観を示す斜視図である。
【図１１】この発明による実施の形態３における成形金型から離型された成形材料固化体を示す上面図および断面図である。
【図１２】この発明による実施の形態３における成形金型と成形機構を示す断面図である。
【符号の説明】
【００８３】
１  圧縮部位、２  圧縮部位への誘導流路、３  圧縮部位からの誘導流路、４  底面部、５  側面部、６  キャビティ流入口、７  キャビティ流出口、８  オーバーフロー固化体、９  成形材料流路固化体、１０  成形品、１１  成形材料固化体、１２  溶融成形材料、１３  第１の絞り流路、１４  第２の絞り流路、１５  薄肉凸部、２０  成形装置、２１  アクチュエータ、２２  作動ロッド、２３  伝達ロッド、２４  受圧ロッド、２５  圧力伝達部、２６  パッキン、２７  アクチュエータ筐体、２８，２９  戻しばね、３０  突起、３１  空気逃がし溝、３２  穴、３３  断熱板、３４  温度調整装置、３５  伝達面、３６  受圧面、３７  空間、３８  固定台、３９  エアシリンダー、４０  成形材料注入装置、４１  第１の金型固定盤、４２  第２の金型固定盤、４３  第１離型ロッド、４４  第２離型ロッド、５０  成形金型、５１  第１の型、５２  第２の型、５３  金型流入口、５４  第１の成形材料流路、５５  第２の成形材料流路、５６  キャビティ流入口、５７  キャビティ、５７ａ  第１の型側のキャビティ、５７ｂ  第２の型側のキャビティ、５８  キャビティ流出口、５９  第３の成形材料流路、６０  オーバーフロー、６１  ガス排出口、６２  ガス排出路、６３  吸引装置取付口、６４  キャビティブロック、６５  戻しばね、６６  離型ピン、６７  離型板、６８  戻しばね、６９  電磁弁、７０  バッファタンク、７１  真空ポンプ、７２  吸引ホース、Ａ  キャビティ流入口切断位置、Ｂ  キャビティ流出口切断位置、Ｄ  衝合面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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